Sistem Kontrol Elektromekanik &...

176
Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik 1 Teknik Otomasi Industri

Transcript of Sistem Kontrol Elektromekanik &...

Page 1: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

1 Teknik Otomasi Industri

Page 2: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

2 Teknik Otomasi Industri

DAFTAR ISI

I. PENGANTAR SEPUTAR BUKU BAHAN AJAR .................................................. 4

A. Deskripsi ................................................................................................................. 4

B. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ............................................................ 5

C. Rencana Aktivitas Belajar .................................................................................... 6

II. PEMBELAJARAN ........................................................................................................ 9

Kegiatan Belajar 1 ....................................................................................................... 9

Komponen Pengendali berbasis Rele ...................................................................... 9

A. Uraian Materi.......................................................................................................... 9

1. Penggunaan Kontrol berbasis Rele di Industri ............................................. 9

2. Relay elektronik ............................................................................................... 10

3. Aplikasi SSR ..................................................................................................... 12

4. Kontaktor Magnet (Magnetic Contactor) ...................................................... 20

5. Tombol tekan (push button) ........................................................................... 22

6. Thermal Over Load Relay (TOR/TOL). ........................................................ 24

B. Evaluasi ................................................................................................................ 33

Kegiatan Belajar 2 .......................................................................................................... 34

Pengendali Motor Listrik ................................................................................................ 34

A. Uraian Materi........................................................................................................ 34

1. Kontruksi Motor Listrik .................................................................................... 34

2. Cara Kerja Motor Listrik .................................................................................. 41

3. Karakteristik Operasi Motor Listrik ................................................................ 63

4. Pengaturan Putaran ........................................................................................ 65

5. Rangkaian Kontaktor ...................................................................................... 67

6. Mengoperasikan Sistem Pengendali Eletromagnetik ................................ 74

7. Hubungan motor induksi tiga-fasa ................................................................ 81

B. Tugas Praktek ...................................................................................................... 87

Kegiatan Belajar 3 .......................................................................................................... 92

Metode Starting Motor Induksi 3 Fasa ........................................................................ 92

Page 3: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

3 Teknik Otomasi Industri

A. Uraian Materi........................................................................................................ 92

1. Metode Starting Motor Induksi 3 Fasa ......................................................... 92

B. Tugas Praktek .................................................................................................... 110

C. Evaluasi .............................................................................................................. 119

Kegiatan Belajar 4 ........................................................................................................ 126

Prinsip Dasar Troubleshooting ................................................................................... 126

A. Uraian Materi...................................................................................................... 126

1. Prinsip dasar troubleshooting rangkaian ................................................... 126

2. Pengujian kontinuitas rangkaian ................................................................. 127

3. Pengujian kontinuitas rangkaian ber-tegangan ........................................ 131

4. Peralatan penguji (Testing devices) ........................................................... 131

5. Identifikasi terminal motor dan diagram hubungan .................................. 140

6. Pelat nama motor .......................................................................................... 142

7. Troubleshooting Rangkaian Kontrol ........................................................... 143

8. Rangkaian Jog/Inch ...................................................................................... 151

9. Plug stop dan rangkaian anti-plug .............................................................. 158

10. Pengendali motor dua-kecepatan ........................................................... 162

11. Proteksi beban lebih .................................................................................. 163

12. Contoh troubleshooting ............................................................................. 165

13. Strategi troubleshooting ............................................................................ 167

B. Tugas Praktek .................................................................................................... 171

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 176

Page 4: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

4 Teknik Otomasi Industri

I. PENGANTAR SEPUTAR BUKU BAHAN AJAR

A. Deskripsi

Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi siswa dari sisi

pengetahuan. Keterampilan dan sikap secara utuh. Proses pencapaiannya melalui

pembelajaran sejumlah mata pelajaran yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang

saling mendukung pencapaian kompetensi tersebut. Buku bahan ajar dengan judul

Sistem Kontrol Elektromekanik & elektronik ini merupakan salah satu referensi yang

digunakan untuk mendukung pembelajaran pada paket keahlian Teknik Otomasi

Industri yang diberikan pada kelas XI.

Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan siswa untuk

mencapai kompetensi yang diharapkan, yang dijabarkan dalam kompetensi inti dan

kompetensi dasar. Sesuai dengan pendekatan yang dipergunakan dalam kurikulum

2013, siswa ditugaskan untuk mengeksplorasi ilmu pengetahuan dari berbagai

sumber belajar yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat

penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap siswa dengan

ketersediaan kegiatan pada buku ini. Guru dapat memperkayanya dengan kreasi

dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang relevan bersumber dari lingkungan sosial

alam.

Buku siswa ini disusun di bawah koordinasi Direktorat Pembinaan SMK,

Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, dan dipergunakan dalam tahap awal

penerapan kurikulum 2013. Buku ini merupakan “dokumen hidup" yang senantiasa

diperbaiki, diperbaharui dan dimutakhirkan sesuai dengan dinamika kebutuhan dan

perubahan zaman. Masukan dari berbagai kalangan diharapkan dapat

meningkatkan kualitas buku ini.

Page 5: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

5 Teknik Otomasi Industri

B. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

1.1. Menyadari sempurnanya konsep Tuhan tentang benda-benda dengan fenomenanya untuk dipergunakan sebagai aturan dalam melaksanakan pekerjaan di bidang kontrol elektromekanik.

1.2. Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai tuntunan dalam melaksanakan pekerjaan di bidang kontrol elektromekanik.

2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia

2.1. Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin tahu, inovatif dan tanggung jawab dalam menerapkan aturan dalam melaksanakan pekerjaan di bidang kontrol elektromekanik.

2.2. Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun, demokratis, dalam menyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikirdalam melakukan tugas di bidang kontrol elektromekanik.

2.3. Menunjukkan sikap responsif, proaktif, konsisten, dan berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam melakukan pekerjaan di bidang kontrol elektromekanik.

3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.

3.1. Menjelaskan prinsip operasional piranti control berbasis rele

3.2. Mendeskripsikan fungsi, spesifikasi dan karakteristik piranti control berbasis rele

3.3. Menjelaskan prinsip kerja piranti control berbasis rele

3.4. Mendeskripsikan kondisi dan unjuk kerja piranti control berbasis rele

3.5. Mendeskripsikan sistem, komponen dan gambar kerja kontrol peralatan produksi berbasis rele

3.6. Menjelaskan prinsip pemeliharaan control peralatan produksi berbasis rele

3.7. Menjelaskan Sistem Pelacakan Gangguan Sistem kontrol berbasis rele

3.8. Mendiskripsikan system operasi motor listrik

3.9. Mendeskripsikan system proteksi motor

Page 6: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

6 Teknik Otomasi Industri

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

listrik 3.10. Mendiskripsikan sistem dan komponen

kontrol pengasutan motor listrik berbasis rele

4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung

4.1. Mengartikulasi piranti kontrol berbasis rele

4.2. Memilih penggunaan komponen rele sesuai spesifikasi dan kebutuhan system kendali

4.3. Mengoperasikan piranti control berbasis rele

4.4. Menguji kondisi dan unjuk kerja piranti control berbasis rele

4.5. Merakit sistem kontrol peralatan produksi berbasis rele

4.6. Memelihara piranti control peralatan produksi berbasis rele

4.7. Melacak gangguan pada sistem kontrol berbasis rele

4.8. Mengoperasikan motor listrik 4.9. Menerapkan system proteksi pada

pengoperasian motor listrik 4.10. Merakit panel kontrol pengasutan motor

listrik berbasis rele

C. Rencana Aktivitas Belajar

Proses pembelajaran pada Kurikulum 2013 untuk semua jenjang dilaksanakan

dengan menggunakan pendekatan ilmiah (saintifik). Langkah-langkah pendekatan

ilmiah (scientific approach) dalam proses pembelajaran yang meliputi: penggalian

informasi melalui pengamatan, bertanya, melakukan percobaan, kemudian

mengolah data atau informasi, menyajikan data atau informasi, dilanjutkan dengan

menganalisis, menalar, menyimpulkan, dan mencipta. Pada buku ini, seluruh materi

yang ada pada setiap kompetensi dasar diupayakan sedapat mungkin diaplikasikan

secara prosedural sesuai dengan pendekatan ilmiah.

Melalui buku bahan ajar ini, kalian akan mempelajari apa?, bagaimana?, dan

mengapa?, terkait dengan masalah sistem kontrol elektropneumatik. Langkah awal

untuk mempelajari materi ini adalah dengan melakukan pengamatan (observasi).

Page 7: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

7 Teknik Otomasi Industri

Keterampilan melakukan pengamatan dan mencoba menemukan hubungan-

hubungan yang diamati secara sistematis merupakan kegiatan pembelajaran yang

aktif, kreatif, inovatif dan menyenangkan. Dengan hasil pengamatan ini, berbagai

pertanyaan lanjutan akan muncul. Nah, dengan melakukan penyelidikan lanjutan,

kalian akan memperoleh pemahaman yang makin lengkap tentang masalah yang

kita amati.

Dengan keterampilan ini, kalian dapat mengetahui bagaimana mengumpulkan

fakta dan menghubungkan fakta-fakta untuk membuat suatu penafsiran atau

kesimpulan. Keterampilan ini juga merupakan keterampilan belajar sepanjang hayat

yang dapat digunakan, bukan saja untuk mempelajari berbagai macam ilmu, tetapi

juga dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Pengamatan

Melibatkan pancaindra, menggunakan penglihatan untuk membaca fenomena

(visual), pendengaran untuk merekam suatu informasi (audio), termasuk melakukan

pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Pengamatan dilakukan untuk

mengumpulkan data dan informasi.

Membuat Inferensi

Merumuskan Penjelasan berdasarkan pengamatan. Penjelasan ini digunakan untuk

menemukan pola-pola atau hubungan-hubungan antar aspek yang diamati, serta

membuat prediksi atau kesimpulan.

Mengkomunikasikan

Mengkomunikasikan hasil penyelidikan baik lisan maupun tulisan. Hal yang

dikomunikasikan termasuk data yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik, bagan,

dan gambar yang relevan.

Page 8: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

8 Teknik Otomasi Industri

Buku bahan ajar “Sistem Kontrol Elektromekanik & elektronik” ini, digunakan

untuk memenuhi kebutuhan minimal pembelajaran pada kelas XI, semester ganjil,

mencakupi kompetensi dasar 3.1 dan 4.1 sampai dengan 3.10 dan 4.10., yang

terbagi menjadi lima empat (4) kegiatan belajar, yaitu :

1. Kegiatan belajar 1 (Komponen Pengendali Berbasis Rele)

2. Kegiatan belajar 2 (Pengendali Motor Listrik)

3. Kegiatan belajar 3 (Metode Starting Motor Induksi 3 Fasa)

4. Kegiatan belajar 4 (Prinsip Dasar Troubleshooting)

Page 9: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

9 Teknik Otomasi Industri

II. PEMBELAJARAN

Kegiatan Belajar 1

Komponen Pengendali berbasis Rele

Indikator Keberhasilan:

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, diharapkan siswa mampu:

- Menjelaskan penggunaan kontrol berbasis rele di industri

- Menjelaskan Jenis dan Karakteristik Rele

- Menjelaskan prinsip pengendalian berbasis Rele

A. Uraian Materi

1. Penggunaan Kontrol berbasis Rele di Industri

Dalam dunia otomasi saat ini, Penggunaan relay/rele masih menjadi pilihan yang tepat

untuk mengendalikan beban arus tinggi. Mengingat kemampuannya yang dapat

mengendalikan dan mengontrol Rangkaian beban arus tinggi menggunakan rangkaian

pengendali arus rendah.

Pertanyaan : Apakah relay ini dapat dikatakan sebuah switch ?. apakah ada perbedaan

switching response timedari berbagai jenis/type relay, dan apakah kecepatan proses

switching akan mempengaruhi proses pengendalian terutama pada system sequensial.

Sehingga apakah perlu pemilihan spesifikasi relay yang tepat untuk stabilitas dan

kontinuitas system yang dibuat.

Kontrol berbasis relay masih banyak digunakan industry saat ini terutama pada

pengendalian beban dan proses produksi. Namun sebelum melangkah lebih jauh

kepada penerapannya alangkah lebih baik jika kita mengenal berbagai jenis dan type

relay berdasarkan cara kerja dan sumber daya yang digunakannya. Berdasarkan cara

kerjanya relay dapat dibedakan menjadi relay elektronik dan relay elektromekanik. Apa

sih perbedaan keduanya, bagaimana sisi penggunaannya, seperti apa kekurangan dan

kelebihan keduanya ?. Perhatikan dengan seksama paparan informasi berikut ini.

Page 10: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

10 Teknik Otomasi Industri

Topik-topik yang akan dibahas pada unit ini antara lain : Solid State Relay, Kontaktor

magnet, tombol tekan, thermal over load relay (TOL), relay penunda waktu (time delay

relay), lampu indikator, motor circuit breaker.

2. Relay elektronik

Yang dimaksud relay elektronik disini adalah Solid State Relay (SSR), merupakan

saklar elektronis yang tidak seperti relay elektromekanis, dimana SSR ini tidak berisi

bagian yang bergerak.

Jenis SSR adalah foto-coupled SSR, transformer-coupled SSR, dan hibrida SSR.

Sebuah foto-digabungkan SSR dan dikontrol oleh sinyal tegangan rendah yang

terisolasi secara optik dari beban. Sinyal kontrol dalam foto yang biasanya digabungkan

dengan SSR energi adalah sebuah LED yang mengaktifkan sebuah foto-dioda sensitif.

Dioda berputar pada back-to-back thyristor,silikon penyearah terkendali, atau MOSFET

transistor untuk mengaktifkan beban.

Gambar 1. 1 Solid State Relay

Page 11: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

11 Teknik Otomasi Industri

SSR Ditetapkansebagaimana kontrol ON-OFF di mana arus beban dilakukan

oleh satu atau lebih semikonduktor - misalnya, sebuah transistor daya, sebuah SCR,

atau TRIAC. SCR dan TRIAC sering disebut “thyristors” sebuah istilah yang diperoleh

dengan menggabungkan thyratron dan transistor, karena dipicu thyristor semikonduktor

switch“. (Sebagai referensi tolong dibaca kembali teori dasar komponen semikonduktor

dan elektronika daya pada mata pelajaran Dasar dan Pengukuran Listrik 2 atau

referensi lain).

Pada relay umumnya, SSR relatif rendah membutuhkan kontrol - sirkuit energi

untuk beralih keadaan menjadi keluaran dari OFF ke AKTIF, atau sebaliknya Karena

energi kontrol ini sangat jauh lebih rendah daripada daya keluaran yang dikendalikan

oleh relay pada beban penuh, "power gain" dalam SSR adalah substansial - sering

banyak lebih tinggi daripada di estafet elektromagnetik yang sebanding. Dengan kata

lain, sensitivitas dari SSR seringkali jauh lebih tinggi daripada sebuah EMR

(Elektromekanik Relai) dari output yang sebanding rating.

Solid State Relay (SSR) mampu melakukan banyak tugas yang sama sebagai relay

elektromekanis (EMR). Perbedaan utama adalah bahwa SSR tidak memiliki bagian

mekanik yang bergerak didalamnya. Pada dasarnya, ini adalah perangkat elektronik

yang bergantung pada listrik, magnetik, dan optic semi konduktor dan sifat komponen

listrik untuk mencapai isolasi dan fungsi switching Relay.

Tugas 1.

Buatlah kelompok, cari dan diskusikan mengenai jenis-jenis Solid State Relay (SSR)

dan apakah rangkaian Opto-Isolator pada antar muka I/O Programmable Logic Control

(PLC) termasuk Solid State Relay ? Jika Ya. Bagaimana prinsip kerjanya.

Page 12: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

12 Teknik Otomasi Industri

3. Aplikasi SSR

Sejak dulu, SSR telah banyak digunakan selain EMR (Elektromekanik Relay) atau

Kontaktor. SSR banyak digunakan dalam industri aplikasi kontrol proses, terutama

control suhu , motor, solenoida, katup dan transformer. SSR digunakan secara luas.

Contoh Aplikasi SSR mencakup :

Otomasi Industri

Peralatan elektronik

Peralatan industry

Mesin kemasan

Tooling mesin

Peralatan Manufaktur

Peralatan makan

Sistem keamanan

Industry pencahayaan

Api dan sistem keamanan

Dispensing mesin

Peralatan produksi

On-board power control

Traffic control

Sistem instrumentasi

Mesin penjual

Uji sistem

Mesin kantor

Peralatan medis

Tampilan pencahayaan

kontrol lift

Metrologi peralatan

Hiburan pencahayaan

Page 13: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

13 Teknik Otomasi Industri

Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Solid-State Relay

Penggunaan solid state relay mempunyai beberapa keuntungan yang menyebabkan

solid-state relay saat ini menarik untuk digunakan pada aplikasi-aplikasi kontrol untuk

beban AC daripada digunakannya relay mekanik (Electromechanical Relay, EMR),

walaupun biaya sebuah solid-state relay lebih mahal daripada biaya sebuah relay

mekanik biasa.

Gambar 1. 2 Proses Kerja Solid-State Relay

Keuntungan solid-state relay :

1. Pada solid-state relay tidak terdapat bagian yang bergerak seperti halnya pada

relay. Relay mempunyai sebuah bagian yang bergerak yang disebut kontaktor

dan bagian ini tidak ada pada solid-state relay. Sehingga tidak mungkin terjadi

„no contact‟ karena kontaktor tertutup debu bahkan karat.

2. Tidak terdapat „bounce‟, karena tidak terdapat kontaktor yang bergerak paka

pada solid-state relay tidak terjadi peristiwa „bounce‟ yaitu peristiwa terjadinya

pantulan kontaktor pada saat terjadi perpindahan keadaan.

Page 14: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

14 Teknik Otomasi Industri

Dengan kata lain dengan tidak adanya bounce maka tidak terjadi percikan

bunga api pada saat kontaktor berubah keadaan.

3. Proses perpindahan dari kondisi „off‟ ke kondisi „on‟ atau sebaliknya sangat cepat

hanya membutuhkan waktu sekitar 10us sehingga solid-state relay dapat

dengan mudah dioperasikan bersama-sama dengan zero-crossing detektor.

Dengan kata lain operasi kerja solid-state relay dapat disinkronkan dengan

kondisi zero crossing detektor.

4. Solid-State relay kebal terhadap getaran dan goncangan. Tidak seperti relay

mekanik biasa yang kontaktornya dapat dengan mudah berubah bila terkena

goncangan/getaran yang cukup kuat pada body relay tersebut.

5. Tidak menghasilkan suara „klik‟, seperti relay pada saat kontaktor berubah

keadaan.

6. Kontaktor output pada solid-state relay secara otomatis „latch‟ sehingga energi

yang digunakan untuk aktivasi solid-state relay lebih sedikit jika dibandingkan

dengan energi yang digunakan untuk aktivasi sebuah relay. Kondisi ON

sebuah solid-state relay akan di-latc sampai solid-state relay mendapatkan

tegangan sangat rendah, yaitu mendekati nol volt.

7. Solid-State relay sangat sensitif sehingga dapat dioperasikan langsung dengan

menggunakan level tegangan CMOS bahkan level tegangan TTL. Rangkaian

kontrolnya menjadi sangat sederhana karena tidak memerlukan level

konverter.

8. Masih terdapat couple kapasitansi antara input dan output tetapi sangat kecil

sehingga arus bocor antara input output sangat kecil. Kondisi diperlukan pada

peralatan medical yang memerlukan isolasi yang sangat baik.

Keuntungan solid-state relay begitu baik sekali tetapi dibalik keuntungan tersebut

terdapat kerugian penggunaan solid-state relay yang perlu dipertimbangkan dalam

penggunaannya.

Page 15: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

15 Teknik Otomasi Industri

Kerugian solid-state relay adalah sebagai berikut :

1. Resistansi Tegangan transien. Tegangan yang diatur/dikontrol oleh solid-state

relay benar-benar tidak bersih. Dengan kata lain tidak murni tegangannya

berupa sinyal sinus dengan tegangan peak to peak 380 vpp tetapi terdapat

spike-spike yang dihasilkan oleh induksi motor atau peralatan listrik lainnya.

Spike ini level tegangannya bervariasi jika terlalu besar maka dapat

merusakkan solid-state relay tersebut. Selain itu sumber-sumber spike yang

lain adalah sambaran petir, imbas dari selenoid valve dan lain sebagainya.

2. Tegangan drop. Karena solid-state relay dibangun dari bahan silikon maka

terdapat tegangan jatuh antara tegangan input dan tegangan output. Tegangan

jatuh tersebut kira-kira sebesar 1 volt. Tegangan jatuh ini menyebabkan

adanya dissipasi daya yang besarnya tergantung dari besarnya arus yang lewat

pada solid-state relay ini.

3. Arus bocor-„Leakage current‟. Pada saat solid-state relay ini dalam keadaan off

atau keadaan open maka dalam kondisi yang idel seharusnya tidak ada arus

yang mengalir melewati solid-state relay tetapi tidak demikian pada komponen

yang sebenarnya. Besarnya arus bocor cukup besar untuk jika dibandingkan

arus pada level TTL yaitu sekitar 10mA rms.

4. Sukar dimplementasikan pada aplikasi multi fasa.

5. Lebih mudah rusak jika terkena radiasi nuklir.

Gambar 1. 3 Rangkaian Internal Solid State Relay

Page 16: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

16 Teknik Otomasi Industri

Pada solid-state ralay, switching unit-nya biasanya menggunakan TRIAC sehingga

solid-state relay ini dapat mengalirkan arus baik arus positif maupun arus negatif.

Walaupun demikian untuk mengontrol TRIAC ini digunakan SCR yang mempunyai

karakteristik gate yang sangat sensitif. Kemudian untuk mengatur trigger pada SCR

sendiri diatur dengan menggunakan rangkaian transistor. Rangkaian transistor ini

menjadi penguat level tegangan yang didapat dari optocoupler. Penggunaan SCR untuk

mengatur gate TRIAC karena gate SCR mempunyai karakteristik yang lebih sensitif

daripada gate TRIAC.

Antara bagian input dan output dipisahkan dengan menggunakan optocoupler dan

dengan sinyal yang kecil, cukup untu menyalakan diode saja, maka cukup untuk

menggerakkan sebuah beban AC yang besar melalui solid-state relay.

Gambar 1. 4 Daerah Pengaktifan sebuah SSR

Rangkaian kontrol merupakan rangkaian kontrol biasa, seperti pada umumnya. Fungsi

logika AND, pada blok diagram rangkaian internal SSR, dibangun dari dua buah

transistor Q1 dan Q2 yang bekerja untuk menghasilkan logika inverted NOR. Q1 akan

melakukan „clamps‟ jika optocoupler OC1 dalam keadaan off. Q2 akan melakukan

„clamps‟ jika tegangan bagi antara R4 dan R5 cukup untuk mengaktifkan transistor Q2.

Sehingga Q2 akan melakukan clamp pada SCR jika tegangan anode SCR lebih dari 5

volt.

Page 17: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

17 Teknik Otomasi Industri

Jika OC1 „ON‟ maka Q1 akan OFF sehingga Q1 tidak melakukan clamp pada SCR.

SCR akan aktif jika Q2 juga dalam kondisi OFF. Kondisi ini terjadi pada saat terjadinya

zero crossing. Penambahan kapasitor C2 bertujuan untuk menghindari kemungkinan

SCR di trigger berulang-ulang. C1 berguna untuk menyediakan arus yang cukup untuk

sumber tegangan sementara pada saat terjadinya „firing‟ pada gate SCR, selain itu C1

juga berfungsi untuk menghindari kondisi ditriggernya gate SCR berulang-ulang.

Penambahan C1 dan C2 akan menghindari trigger SCR pada saat tegangan anode

SCR turun (down slope), kondisi ini memang tidak diharapkan. Komponen D2 akan

memperbolehkan gate SCR di-reverse bias untuk menghasilkan kekebalan terhadap

noise. D1 berfungsi untuk melindungi tegangan input yang berlebihan di atas rating

tegangan optocoupler OC1. Komponen SCR yang digunakan, jika ingin membangun

sebuah SSR sendiri, adalah SCR dengan tipe 2N5064, 2N6240.

TRIAC yang digunakan adalah 2N6343 dengan C11 sebesar 47nF dengan tegangan

disesuaikan dengan rating tegangan aplikasi TRIAC dan diode yang mentrigger gate

TRIAC ini harus 1N4004.

TRIAC merupakan komponen yang terdiri dari 2 buah SCR yang terpasang paralel

tetapi terbalik. Kondisi ini menyebabkan timbulnya masalah pada beban induktif yaitu

pada saat kondisi turn-off TRIAC. TRIAC harus mati pada saat setiap ½ cycle yaitu

pada saat tegangan jala-jala PLN mendekati nol volt. TRIAC harus melakukan bloking

tegangan pada saat tegangan mulai mencapai 1-2 volt dalam keadaan tegangan

inverse. Kejadian ini terjadi sekitar 30us pada rate frekuensi jala-jala 60Hz. Pada

beban induktif TRIAC tidak sempat dalam kondisi benar-benar OFF untuk dapat ditrigger

kembali. Kejadian ini akan menyebabkan TRIAC pada beban induktif tertentu akan

menyebabkan TRAIC tidak dapat OFF dan kontrol tidak akan berfungsi untuk

mengontrol TRIAC ini kecuali dengan jalan memutuskan aliran arus yang menuju

terminal TRAIC ini secara manual.

Untuk menghindari kejadian seperti ini maka output sebuah solid-state relay harus

ditambahkan sebuah rangkaian snubber jika solid-state relay ini digunakan untuk beban

yang bersifat induktif.

Page 18: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

18 Teknik Otomasi Industri

Walaupun demikian dapat digunakan solid-state relay yang komponen output unitnya

berupa SCR. SCR lebih mudah digunakan dalam mengontrol beban induktif, walaupun

demikian untuk amannya sebuah sistem kontrol maka perlulah dipertimbangkan untuk

diberikannya sebuah rangkaian snubber pula untuk beban induktif.

Walaupun solid-state relay dengan SCR maupun TRAIC- nya yang membuat perlunya

sedikit pertimbangan dalam pemberian rangkaian snubber pada beban induktif, solid-

state relay secara umum lebih baik pada penggunaanya terutama untuk aplikasi yang

membutuhkan isolasi antara input dan output yang baik. Memang harga bolehlah mahal

tetapi untuk kualitas yang baik maka komponen ini bisa menjadi sebuah alternatif untuk

menggantikan sebuah relay mekanik pada aplikasi-aplikasi tertentu.

Tugas 2.

Perhatikan rangkaian berikut, jelaskan prinsip kerja SSR pada rangkaian ini.

Gambar 1. 5 Rangkaian dengan lampu

Page 19: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

19 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 6 Hybrid SSR

Gambar 1. 7 Transformer Coupled SSR

Gambar 1. 8 Photo Coupled SSR

Page 20: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

20 Teknik Otomasi Industri

4. Kontaktor Magnet (Magnetic Contactor)

Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja berdasarkan

kemagnetan, artinya saklar ini dapat bekerja apabila ada gaya kemagnetan. Magnet

berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak.

Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan dan memutuskan arus listrik dalam

keadaan normal. Arus listrik yang mengalir secara normal adalah arus listrik yang

mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Kumparan magnet kontaktor (coil) dapat

dirancang untuk arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC). Kontaktor AC pada inti

magnetnya dipasang cincin hubung singkat untuk menjaga arus kemagnetan tetap

stabil, sehingga kontaktor tersebut bekerja normal. Sedangkan pada kumparan magnet

DC tidak dipasang cincin hubung singkat. Bila kontaktor DC digunakan pada tegangan

bolak-balik (AC) maka kemagnetannya akan timbul dan hilang setiap saat mengikuti

bentuk gelombang tegangan bolak-balik (AC).

Gambar 1. 9 Kontaktor magnet

Page 21: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

21 Teknik Otomasi Industri

Bila kontaktor yang rancang untuk tegangan bolak-balik (AC) digunakan pada tegangan

searah (DC), maka pada kumparan tersebut tidak akan menimbulkan induksi sehingga

kumparan menjadi panas. Sebaliknya bila kontaktor untuk untuk tegangan searah (DC)

yang tidak mempunyai cincin hubung singkat dihubungkan dengan tegangan bolak-balik

(AC) maka kontaktor tersebut akan bergetar yang disebabkan oleh kemagnetan pada

kumparan magnet yang timbul dan hilang setiap detik 100 kali.

Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak, yaitu kontak normal terbuka

(normaly open/ NO) dan kontak normal tertutup (normaly close/ NC). Kontak NO berarti

saat kontaktor belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja

kedudukan kontaknya menutup/menghubung. Jadi fungsi kontak NO dan NC berlawan.

Fungsi kontak-kontak tersebut terdiri dari kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama

terdiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dari kontak NO dan NC. Kontruksi dari

kontak utama berbeda dengan kontak bantu, dimana kontak utama mempunyai luas

permukaan yang luas dan tebal. Sedangkan kontak bantu luas permukaannya kecil dan

tipis,

Gambar 1. 10 Kontak-kontak pada kontaktor magnet

Page 22: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

22 Teknik Otomasi Industri

Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus pada rangkaian utama,yaitu arus yang

diperlukan untuk peralatan listrik misalnya : motor listrik, pesawat pemenas dan

sebagainya. Sedangkan kontak bantu digunakan untuk mengalirkan arus pada

rangkaian pengendali (kontrol) yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu

rangkaian, lampu indikator, dan sebagainya. Katagori penggunakan kontaktor magnet

sebagai berikut :

Kategori Uraian Katagori menurut IEC

AC1 Non Induktif atau beban induktif ringan

AC2 Starting Motor slip-ring

AC3 Starting Motor Induksi Rotor Sangkar dan hanya pensaklaran

setelah kecepatan motor naik

AC4 Starting Motor Induksi Rotor Sangkar dengan pengendali inching

dan plugging. Rangkaian Start/Stop

AC11 Rangkaian Kontrol (Auxiliary)

Penggunaan kontaktor harus dipahami rangkaian pengendali (kontrol) dan rangkaian

daya (utama). Rangkaian pengendali adalah rangkaian yang hanya menggambarkan

bekerjanya kontaktor dengan kontak-kontak bantu. Sedangkan rangkaian utama adalah

rangkaian yang khusus melayani hubungan peralatan listrik dengan sumber tegangan

(jala-jala).

5. Tombol tekan (push button)

Tombol tekan masih banyak sekali dipakai untuk menggontrol motor. Tombol yang

normal direncanakan untuk berbagai jenis yang mempunyai kontak normal tertutup

(Normaly Close/ NC) atau kontak normal terbuka (Normaly Open/ NO).

Page 23: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

23 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 11 Kontruksi tombol tekan NO

Kontak NO akan menutup, jika tombol diteka dan kontak NC akan membuka bila tombol

ditekan. Tombol tekan NO digunakan untuk start sedangkan tombol tekan NC digunakan

untuk stop.

Gambar 1. 12 Kontruksi tombol tekan NC

Page 24: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

24 Teknik Otomasi Industri

6. Thermal Over Load Relay (TOR/TOL).

Alat pengaman yang digunakan bila pada motor terjadi beban lebih disebut Thermal

Over Load Relay (TOR/TOL) biasanya digandengkan dengan kontaktor, dipasaran ada

juga pengaman beban lebih yang terintegrasi pada Motor Circuit Breaker. Relay ini

biasanya dihubungkan pada kontaktor ke kontak utama 2, 4, dan 6 sebelum

dihubungkan ke beban (motor). Gunanya untuk memberikan perlindungan terhadap

motor dari kerusakan akibat beban lebih.

Beberapa penyebab terjadinya beban lebih adalah :

Terlalu besarnya beban mekanik pada motor.

Arus start yang terlalu besar atau motor berhenti secara mendadak.

Terbukanya salah satu fasa dari motor 3 fasa.

Arus yang terlalu besar timbul pada beban motor akan mengalir pada belitan motor yang

dapat menyebabkan kerusakan dan terbakarnya belitan motor. Untuk menghindari hal

tersebut terjadi dipasang Thermal Over Load Relay (TOR/TOL) pada rangkaian

pengendali.

Prinsip kerja Thermal Over Load Relay (TOR/TOL) berdasarkan panas (temperatur)

yang ditimbulkan oleh arus yeng mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal,

yang menakibatkan bimetal melengkung selanjutnya akan menggerakan kontak-kontak

mekanik pemutus rangkaian listrik kontak 95 – 96 membuka dan kontak 97 – 98

menutup.

Page 25: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

25 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 13 TOR dalam keadaan normal

Gambar 1. 14 TOR dalam keadaan beban lebih

Page 26: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

26 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 15 Kontruksi Thermal Over Load Relay (TOR/TOL)

Perlengkapan lain dari thermal beban lebih adalah reset mekanik yang fungsinya untuk

mengembalikan kedudukan kontak 95 – 96 pada posisi semula (menghubung dalam

keadaan normal) dan kontak 97 – 98 (membuka dalam keadaan normal). Setelah

tombol reset ditekan maka kontak 95 – 96 yang semula membuka akibat beban lebih

akan kembali menutup dan kontak 97 – 98 akan kembali membuka. Bagian lain dari

thermal beban lebih adalah pengatur batas arus.

a. Lampu Indikator

Lampu-lampu indikator merupakan komponen yang digunakan sebagai lampu tanda.

Lampu-lampu tersebut digunakan untuk berbagai keperluan misalnya untuk lampu

indikator pada panel penunjuk fasa R, S dan T atau L1, L2 dan L3.

Selain itu juga lampu indikator digunakan sebagai indikasi bekerjanya suatu sistem

kontrol misalnya lampu indikator merah menyala motor bekerja dan lampu indikator hijau

menyala motor berhenti.

Page 27: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

27 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 16 Kontruksi lampu indikator

Gambar 1. 17 Penggunaan lampu indikator

Page 28: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

28 Teknik Otomasi Industri

Menurut gambar rangkaian berikut ini, jika motor di stop, kontak normaly close kontaktor

Mb tertutup, dan lampu indikator warna hijau menyala.

Gambar 1. 18 Penggunanan lampu indikator pada rangkaian kontrol

Jika kumparan kontaktor energize, lampu indikator merah menyala mengindikasikan

bahwa motor jalan (berputar). Dalam kondisi ini, kontak Mb menjadi terbuka, dan lampu

indikator hijau padam. Lampu indikator merah dihubungkan paralel dengan kumparan

kontaktor sehingga motor akan berputar terus jika lampu indikator tersebut terbakar.

Gambar 1. 19 Kumparan kontaktor energize

Page 29: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

29 Teknik Otomasi Industri

Jika terjadi beban lebih, kontak normaly close OL terbuka, motor berhenti dan lampu

indikator merah menyala, kontak Mb terbuka, lampu indikator hijau menyala dan kontak

normaly open OL tertutup, lampu indikator kuning (A) menyala.

Gambar 1. 20 Saat terjadi beban lebih (over load)

b. Relay penunda waktu (Time Delay Relay)

Time Delay adalah saklar penunda waktu yang digunakan sebagai alat bantu sistim

pengendali. Terminal sumber tegangan terdapat pada nomor 2-7, Kontak NO pada

terminal 1-3 dan 6-8 dan kontak NC terdapat pada terminal 1-4 dan 5-8.

Gambar 1. 21 Time Delay Relay

SOURCE

1

2

3

4 5

6

7

8

Terminal Kontak

2-7 Source

1-3 6-8

NO

1-4 5-8

NC

a. Kedudukan soket b. Hubungan terminal c. Simbol Time delay

1 8

3 4 6

2

7

5

Page 30: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

30 Teknik Otomasi Industri

Kebanyakan dari relay penunda waktu yang mempunyai batas pengesetan waktu

bervariasi. Contoh, relay penunda waktu memiliki pengesetan waktu dari 0,05 sampai

100 jam. Relay penunda waktu jenisnya ada dua on-delay atau off-delay yang dapat

dihubungkan dengan beban, tergantung bagaimana keluaran dari pengawatan

rangkaian. Pada ilustrasi yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini, sebagai contoh on-

delay atau closed timer, juga disebut relay penunda waktu normally open, time closed

(NOTC). Pada contoh ini relay penunda waktu diset untuk menunda waktu 5 detik.

Gambar 1. 22 Relay penunda waktu on-delay

Jika S1 tertutup, relay penunda waktu mulai bekerja atau energizes (menghitung waktu).

Setelah 5 detik, kotak dari relay tersebut tertutup, dan lampu indikator menyala. Jika S1

terbuka, relay penunda waktu tidak bekerja atau de-energizes, kotak dari relay tersebut

secara bersamaan terbuka, sehingga lampu indikator padam.

Gambar 1. 23 Relay penunda waktu on-delay setelah 5 detik

Page 31: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

31 Teknik Otomasi Industri

c. Motor Circuit Breaker

Motor Circuit Breaker adalah pengaman motor listrik yang mengintegrasikan pengaman

hubung singkat dan beban lebih.

Gambar 1. 24 Kontruksi Motor Circuit Breaker

d. Sakelar selektor

Sakelar selektor juga digunakan secara manual mempunyai kontak tertutupdan terbuka.

Sakelar selektor dapat dioperasikan dengan per pengembali dan kunci tersedia dua, tiga

atau empat jenis posisi.

Perbedaan yang mendasar antara tombol tekan dan sakelar selektor adalah

dioperasikan secara mekanik. Dengan sakelar selektor operator dapat memutarkan

menjadi kontak terbuka dan tertutup. Sakelar selektor digunakan untuk memilih satu dari

dua atau lebih rangkaian yang memungkinkan. Contoh berhenti dan jalan atau berhenti,

kecepatan rendah dan kecepatan tinggi.

Page 32: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

32 Teknik Otomasi Industri

Gambar 1. 25 Kontruksi saklar selektor

Pada contoh berikut, lampu pilot PL1 akan menyala jika saklar pada posisi 1, dan lampu

pilot PL2 akan menyala pada posisi 2. Ini hanya bagian dari rangkaian kontrol untuk

permesinan dan status lampu pilot dapat digunakan untuk mengindikasikan kondisi

mesin, contoh berhenti (stop) dan jalan (run).

Gambar 1. 26 Saklar selektor dua posisi

Page 33: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

33 Teknik Otomasi Industri

B. Evaluasi

1. Jelaskan prinsip kerja kontaktor magnet dan bagaimana membedakan kontak-kontak

yang akan digunakan untuk rangkaian daya dan pengendali ?

2. Jelaskan perbedaan antara kontak NO dan Kontak NC tombol tekan (push botton) ?

3. Jelaskan prinsip kerja rele penunda waktu (TDR) “ON-DELAY” dan gambarkan

rangkaian diagramnya ?

4. Jelaskan fungsi dan prinsip kerja Thermal Overload Relay (TOR/TOL) ?

5. Perhatikan gambar rangkaian pengendali dibawah ini, Jelaskan kondisi lampu

indikator R, G dan A pada saat tombol tekan “Start” ditekan ?

Page 34: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

34 Teknik Otomasi Industri

Kegiatan Belajar 2

Pengendali Motor Listrik

Indikator Keberhasilan:

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini , diharapkan siswa dapat :

Menyebutkan kontruksi motor listrik

Menyebutkan cara pengoperasian motor listrik

Membuat rangkaian kontrol magnetik sederhana

A. Uraian Materi

1. Kontruksi Motor Listrik

Tahukah kalian apa yang disebut Motor listrik ? Dan bagaimana bentuk serta

konstruksi dari sebuah motor listrik ? Untuk mengetahuinya marilah kita cermati

langkah-langkah pembelajaran berikut ini.

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi

listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya,

konveyor, memutar impellerpompa, fan atau blower, menggerakan kompresor,

mengangkat bahan, dan lain-lain. Selain di industri dan motor juga digunakan pada

peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik, kipas angin). Motor listrik

kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor

menggunakan/menyerap sekitar 70% beban listrik total di industri.

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati kontruksi dari motor induksi :

Page 35: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

35 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 1 Kontruksi motor induksi

Kalau kita uraikan bagian-bagian dari kontruksi motor induksi tersebut adalah

sebagai berikut :

pada dasarnya konstruksi motor induksi terdiri dari tiga bagian, yaitu stator, rotor dan

tutup samping (end plate).

A. Stator

Stator adalah bagian yang tidak bergerak atau bagian yang statis. Stator terdiri dari

dua bagian yaitu:

• Rumah Motor atau Yoke dan

• Kumparan Jangkar

Rumah Motor atau Yoke

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati penampang melintang dari sebuah

rumah motor :

Page 36: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

36 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 2 Contoh penampang melintang rumah motor

Rumah motor (yoke) terbuat dari besi baja lunak yang berlapis-lapis dengan

ketebalan 2-3 milimeter agar menngurangi terjadinya arus pusar (eddy current).

Fungsi inti besi (iron core) untuk jalan arus magnet, dibuat dari bahan yang

mempunyai hambatan magnet (reluntance) yang rendah. Di sekeliling bagian

dalamnya dibuat alur-alur (slot), tempat meletakan ketiga kumparan jangkar

(kumparan armature).

Kumparan Jangkar (armature winding)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati penampang dari sebuah kumparan

jangkar :

Page 37: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

37 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 3 Penampang kumparan jangkar

Kumparan armature adalah kumparan yang digunakan untuk mengubah arus listrik

menjadi medan magnet putar (rotating magnetic field).

B. Rotor

Rotor adalah bagian motor yang bergerak, berguna untuk merubah daya listrik

induksi menjadi daya mekanik (berupa putaran).

Rotor Sangkar (Squirel Cage)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati gambar penampang dari sebuah rotor

sangkar :

Page 38: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

38 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 4(a) Rotor sangkar

Gambar 2. 4(b) Rotor sangkar susunan konduktor serong

Rotor Belit

Rotor belit digunakan pada motor yang memerlukan pengontrolan kecepataan

putaran untuk mendapatkan torsi starting yang tinggi.

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati penampang dari sebuah rotor belit :

Page 39: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

39 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 5 Konstruksi rotor belit

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati skema dari tahanan sebagai

pengontrolan kecepataan putaran sebuah rotor belit :

Gambar 2. 6 Tahanan sebagai pengontrol putaran

Page 40: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

40 Teknik Otomasi Industri

C. Tutup samping (End Plate)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati penampang dari tutup samping

sebuah motor listrik :

Gambar 2. 7 Tutup samping (End Plate)

Page 41: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

41 Teknik Otomasi Industri

2. Cara Kerja Motor Listrik

Tahukah kalian bagaimana sebuah motor listrik bekerja ? Untuk mengetahuinya

marilah kita cermati langkah-langkah pemnbelajaran di bawah ini.

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati penampang dan penyambungan dari

sebuah motor listrik :

Gambar 2. 8 Penampang dan penyambungan dari sebuah motor listrik

Hubungan antara frekuensi sumber listrik, jumlah kutub magnet dan jumlah putaran

dituliskan dengan rumus di bawah ini :

Dengan adanya medan magnet yang berputar mengelilingi rotor, maka pada

kumparan rotor akan teriadi tegangan induksi (ggl).

f = frekuensi sumber listrik P = jumlah kutup magnet N

s = putaran sinkron.

Page 42: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

42 Teknik Otomasi Industri

Karena susunan kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka akan mengalir

arus rotor (Ir). Dengan adanya arus rotor ini maka pada rotor akan timbul medan

magnet listrik.

Ke dua medan magnet di stator dan di rotor akan saling bereaksi, menimbulkan gaya

gerak (F).

Bila kopel mula beban mekanik yang dipikul oleh rotor lebih kecil dari gaya reaksi

magnet (F) yang terjadi, maka rotor akan bergerak mengikuti arah putaran medan

magnet dari stator.

Proses terjadinya medan magnet putar dapat dijelaskan sebagai berikut. Perhatikan

contoh sket motor induksi gambar1.1-9di bawah ini :

Gambar 2. 9 Contoh peletakan kumparan jangkar pada motor induksi tiga fasa

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati susunan kumparan stator dari sebuah

motor listrik dan sumber 3 fasa :

Page 43: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

43 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 10 Susunan kumparan stator dan sumber 3 fasa

Putaran medan magnet

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati putaran medan magnet awal, putaran

medan magnet sampai dengan 600, putaran medan magnet sampai dengan 1200,

dan putaran medan magnet selama satu putaran dari sebuah motor listrik:

+

a1

a2

b1c1

c2b2 ++

.

.

.

Page 44: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

44 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 11 Putaran medan magnet awal

Page 45: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

45 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 12 Putaran medan magnet sampai dengan 600

Gambar 2. 13 Putaran medan magnet sampai dengan 1200

Page 46: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

46 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 14 Putaran medan magnet selama satu putaran

Gambar 2. 15 Fluksi total saat fasa A maksimum

+

a1

a2

b1c1

c2b2

++

.

.

.

c

b

r

at

Page 47: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

47 Teknik Otomasi Industri

Cara penyambungan kumparan armature

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati sambungan bintang dan segitiga pada

sebuah motor listrik :

Gambar 2. 16 Sambungan bintang (star)

Gambar 2. 17 Sambungan segitiga (delta)

Ph

asa

A

Phasa C Phasa B

Beginning A

Beginning B

Beginning C

End A

End C

End B

A1

A2

B1

B2C2

C1

Sumber

TeganganSumber

Tegangan

Junction Box

Phasa AP

hasa

C

Phasa B

Beginning A

Beginning B

Beginning C End A

End C

End B

A1

A2

B1

B2C2

C1

Sumber

TeganganSumber

Tegangan

Junction Box

Page 48: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

48 Teknik Otomasi Industri

Tugas 1.1

Carilah berapa besarnya putaran medan magnet yang mengelilingi rotor dari suatu

motor induksi yang mempunyai jumlah kutub magnet 8, sedangkan frekuensi arus

masuknya sebesar (a) 60 cps, (b). 50 cps dan (c). 25 cps.

Tugas 1.2

Hitunglah besarnya putaran sinkron mator induksi tiga buah memiliki frekuensi 60

cps dan jumlah kutub (a) 4 buah, (b) 6 buah dan (c) 10 buah.

Slip dan Putaran Rotor

Nr = Ns ( 1-S )

Page 49: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

49 Teknik Otomasi Industri

Tugas 1.3

Putaran rotor motor induksi 50 cps dengan jumlah kutub sebesar 6, sebesar 960

rpm, Hitunglah besarnya slip dalam prosen !

Tugas 1.4

Hitunglah putaran rotor dari suatu motor induksi yang memiliki jumlah kutub 14,

frekuensi 60 cps dan slip ( s ) sebesar 0,05 ?

Tegangan Dan Frekuensi Pada Rotor

Tugas 1.5

Suatu motor induksi tiga fasa 60 cps, dengan jumlah kutub 6 buah, 220 V. Kumparan

stator dihubungkan secara segitiga dan kumparan rotor secara bintang. Bila jumlah

belitan kumparan rotor setengah jumlah kumparan stator, putaran rotor sebesar

1110 rpm, hitunglah :

• Besarnya slip (S)

• Tegangan induksi saat rotor masih diam (block rotor voltage = EBR)

• Tegangan induksi pada rotor (ER) per fasa

• Tegangan rotor diantara terminal-terminalnya

• Frekuensi arus rotor

ER

= S x EBR

FR

= S x F

Dimana : E

R

= Tegangan induksi pada rotor berputar dengan slip sebesar S

EBR

= Tegangan induksi pada rotor saat diam

FR

= Frekuensi arus rotor pada saat slip sebesar S

Page 50: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

50 Teknik Otomasi Industri

Tegangan dan Arus Pada Rotor

Bila tegangan ini dibagi dengan tahanan impedansi per fasa (ZR) akan diperoleh

arus rotor (IR). Tahanan ZR pada dasarnya terdiri dari dua komponen yaitu:

• Tahanan rotor RR, dan

• Reaktansi bocor sXBR

Dimana XBR adalah tahanan reaktansi saat rotor masih diam (belum berputar).

Besarnya reaktansi rotor sebanding dengan besarnya slip, Jadi besarnya arus rotor

dapat dirumuskan :

Tugas 1.6

Dengan menggunakan data padatugas 1.5, hitunglah besarnya arus rotor IR bila

diketahui tahanan rotor RR = 0,1 Ohm, dan tahanan reaktansi XBR = 0,5 Ohm.

ER = S x E

BR

Page 51: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

51 Teknik Otomasi Industri

Daya Pada Rotor

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati hubungan antara arus, tegangan dan

tahanan pada rotor :

Gambar 2. 18 Hubungan antara arus, tegangan dan tahanan

Dari gambar 2. 18 di atas dapat dituliskan persamaan berikut :

Sehingga :

RPI (rotor power input) = RCL (rotor copper loss) + RPD (rotor power

developed)

RCL = IR2 RR Rugi daya pada kumparan

IR

S

RR

EBR

XBR

IREBR

XBR

Tahanan Rotor

per phasa

Tahanan ekivalen

beban per phasa

RR SRR

1-S

Rugi daya yang dirubah menjadi daya mekanik

Page 52: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

52 Teknik Otomasi Industri

Perlu diperhatikan bahwa daya yang dihasilkan oleh rotor (RPI) sedikit lebih besar

dari daya yang diubah menjadi tenaga mekanik (RPD), karena RPI mencakup daya

yang hilang akibat gesekan baik oleh angin atau pada bearing. Dengan demikian

maka rumus RPD dapat ditulis kembali dalam bentuk :

RPD= x(1-S)=RPI(1-S)

Tugas 1.7

Dengan menggunakan data padatugas 1.5 dan 1.6, hitunglah:

• Daya masuk pada rotor (RPI)

• Rugi daya pada kumparan (RCL)

• Rugi daya yang dirubah menjadi daya mekanik (RPD)

• Daya rotor dalam HP

Torsi Pada Rotor

Page 53: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

53 Teknik Otomasi Industri

Tugas 1.8

Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor dengan data pada tugas 1.6.

Berapa kecepatan putaran saat torsi tersebut terjadi ?

Torsi Mula

Torsi mula adalah torsi yang terjadi saat motor mulai berputar (kata lain rotor masih

diam). Untuk jenis tertentu torsi awal lebih besar dari torsi nominal. Torsi awal terjadi

bila slip sama dengan satu (unity) artinya rotor masih belum berputar.

Dengan demikian maka arus awal (IST) dapat dirumuskan:

Harga arus ini dapat dimasukkan ke rumus torsi lalu sebagai rumus torsi awal (Tst).

Slip pada torsi maksimum =

Page 54: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

54 Teknik Otomasi Industri

Tugas 1.9

Hitunglah torsi awal'dari motor induksi pada tugas 1.6 yang lalu !

Efisiensi dan Testing Motor

Tiga macam kerugian pada motor induksi adalah :

• Rugi daya pada kumparan rotor dan stator (Cu-loss)

• Iron loss (hysterisis & eddy current) pada stator

• Gesekan pada bearing ataupun gesekan dengan udara

Efisiensi dan karakteristik operasi suatu motor induksi dapat ditetapkan melalui tiga

macam motor tes yaitu:

• Tes beban kosong

• Tes beban penuh

• Tes tahanan kumparan stator

Rumus efisiensi dari sebuah motor induksi adalah :

Tes beban kosong

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk tes beban

kosong suatu motor induksi :

Page 55: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

55 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 19 Tes beban kosong

Tes beban penuh

Rangkaian pengetesan sama dengan tes beban nol, gambar 2. 19 hanya berbeda

dalam batas ukur alat ukurnya, mempunyai batas pengukuran yang lebih tinggi,

karena motor akan diberi beban. Selain itu juga diperlukan tahanan muka untuk

mengatur besarnya arus masuk yang mendekati arus pada name motor tersebut.

Dalam hal inidaya merupakan penjumlahan dari kedua wattmeter, karena faktor

daya melebihi 0,5.

Tes tahanan kumparan stator

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk tes tahanan

kumparan stator suatu motor induksi :

Gambar 2. 20 Tes tahanan kumparan stator

A

AP2

P1

V

V

3 Phase

source

S

MOTOR

X1

X3

X2

Ra

Rb

Rc

Page 56: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

56 Teknik Otomasi Industri

Pengukuran :

I RA + RB = X1

II RA + Rc = X2

III RB + Rc = X3

Tiga kali pengukuran = X1 + X2 + X3

Tugas 1.10

Suatu motor induksi tiga fasa dengan daya 5 HP, 60 cps, 115 volt, memiliki kutub

sebanyak 8, dari hasil pengetesan diperoleh data-data sebagai berikut:

Tes beban nol : VNL = 115 V; P1 = 725 W; P2 = 425 W; INL = 10 A

Tes berbeban : VL = 115 V; P1 = 3.140 W; P2 = 1.570 W; INL = 27,3 A; RPMrotor = 810

Tes tahanan kumparan diantara terminal: = 0,128 Ohm

Hitunglah :

• Daya keluar dalam HP

• Torsi yang terjadi

• Efisiensi dalam prosentase

• Power faktor untuk beban dalam pengetesan

Jadi harga rata-rata =

Untuk satu kumparan : ( ) : 2

Page 57: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

57 Teknik Otomasi Industri

Tes Rotor Diam

Harga tahanan dan reaktansi rotor baik untuk rotor belit atau rotor sangkar dapat

diperoleh dari tes rotor diamatau block rotor test. Dalam pengetesan rotor diam

harus hati-hati karena motor akan cepat sekali menjadi panas biarpun arusnya tidak

begitu besar.

Tugas 1.11

Motor induksi pada contoh 10 yang lalu diadakan tes rotor tertahan (block rotor test),

diperoleh data-data sebagai berikut :

VBR = 26 V; IBR = 32 A; Pl =1.430 W; P2 =860 W.

Hitunglah :

• Tahanan ekivalen motor (Re) ?

• Tahanan reaktansi ekivalen (Xe) ?

• Tahanan dan reaktansi dari rotor?

• Kecepatan putaran saat terjadi torsi maksimum ?

RR = R

e - Rstator

Page 58: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

58 Teknik Otomasi Industri

Pada block rotor test, besarnya arus stator akan sama dengan (Vrate/VBR) x IBR, dan

daya masuk saat rotor blok adalah (Vrate/VBR)2. x PBR.

Keadaan demikianmemungkinkan untuk menghitung torsi awal.

Tugas 1.12

Hitunglah torsi awal dari motor induksi pada tugas 1.10 dan 1.11 !

Alat Bantu Jalan (Starting System)

Cara menjalankan motor induksi secara garis besar dibeda kan menjadi tiga yaitu:

• Tanpa alat bantu jalan (full voltage starting)

• Pengurangan tegangan (reduce voltage)

• Sebagian kumparan (part winding starting)

Tugas 1.13

Data berikut diperoleh dari suatu motor induksi 50HP, 440 V, 1.160 rpm. Torsi beban

penuh, tegangan 440 V dan arus 63 A sebesar 227 lb-ft. Torsi awal putar pada

tegangan 440 V, arus 362 A sebesar 306 Ib-ft.

Hitunglah besarnya

• Torsi dan arusnya saat tegangan masuk 254 volt

Starting Langsung (direct starting)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk starting

langsung sebuah motor induksi :

Page 59: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

59 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 21 Starting langsung (direct starting)

Starting Dengan Pengurangan Tegangan

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk starting

dengan pengurangan tegangan menggunakan komparator :

3 Phase

source

Motor

Stop Start

M

O/Ls

Ma

S

O/L

M

Page 60: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

60 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 22 Starting dengan pengurangan teganganmenggunakan komparator

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk starting

dengan pengurangan tegangan menggunakan tahanan muka :

3 Phase

source

S

80%

65%

50% 80%

65%

50%

Motor

S1 S2

R1

S5 S6

R3

S4S3

R2

Auto Transformer

O/L O/L

S

R

TR

S

R

O/Ls

Stop Start

Delay ON

Running Relay

Start RelayTR

TR

Page 61: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

61 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 23 Starting dengan pengurangan teganganmenggunakan tahanan muka

3 Phase

source

S

Motor

S

O/LO/L

SS

R RR

S

R

TR

S

R

O/Ls

Stop Start

Delay ON

Running Relay

Start RelayTR

TR

Page 62: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

62 Teknik Otomasi Industri

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk starting

dengan pengurangan tegangan hubungan bintang/delta :

Gambar 2. 24 Starting dengan pengurangan tegangan hubungan bintang/delta

3 Phase

source

S

Motor

M

O/LO/L

S

CR

M

TR

CR

O/Ls

Stop Start

Delay ON

Kontaktor

utama

Cont. Relay

CR

R RR

M M

SS

S

CR

R

TR

TR

Relai waktu

tunda

Sambungan

Segitiga

Sambungan

Delta

Page 63: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

63 Teknik Otomasi Industri

Starting Wound Rotor (Rotor Belit)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati rangkaian kelistrikan untuk starting

wound rotor (rotor belit) :

Gambar 2. 25 Starting Wound rotor (Rotor Belit)

3. Karakteristik Operasi Motor Listrik

Untuk Squirrel-Cage Motor

Karakteristik operasi motor induksi tiga fasa rotor sangkar, ditentukan oleh

tahanan rotor, celah udara antara stator dan rotor, bentuk alur (slot) dan gigi-gigi

(teeth) dari stator dan rotor. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi arus

awal, torsi awal, torsi maksimum, prosentase regulasi dan efisiensi.

Dengan menaikkan tahanan rotor akan diperoleh:

• Torsi awal akan naik sampai mencapai torsi maksimum

• Arus awal akan turun

Page 64: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

64 Teknik Otomasi Industri

• Efisiensi beban akan turun

• Prosentase regulasi naik

Pabrik telah membuat berbagai tipe konstruksi motor untuk berbagai keperluan,

diantaranya :

• Kelas A, adalah motor yang digunakan secara umum (general purpose motor)

mempunyai arus awal yang rendah, memilikitorsi awal sebesar 1,25% -

1,75%torsi rata-rata, arus awal 5 - 7 kali arus nominal. Motor-motor jenis banyak

digunakan pada mesin tools, blower, pumpa dan sejenisnya.

• Kelas B juga dibuat sebagai general purpose yang dapat langsung

tersambung ke jala-jala, tanpa alat bantu starting. Motor ini mempunyai tahanan

reaktansi lebih tinggi, sehingga arus awalnya hanya 4,5 – 5 kali arus nominal.

Faktor daya lebih kecil dari mator Kelas A.

• Kelas C, motor yang dibuat dengan double cage, dapat di start langsung

dengan tegangan penuh. Arus awal 4,5 - 5 kali arus nominal dan torsi awalnya

lebih dari dua kali torsi output. Motor ini banyak digunakan untuk tekan, pompa

refrigerator, crusher, conveyor, boring mills, mesin-mesin tekstil, dan sejenisnya.

• Kelas D, mempunyai tahanan reaktansi yang cukup tinggi, digunakan pada

meralatan yang memerlukan torsi awal (starting torque) yang berat/tinggi.

Efisiensi lebih rendah dari ketiga Kelas motor di atas. Motor ini dapat di sambung

langsung ke jala-jala dengan arus awal 4-5 kali arus nominal. Torsi awal 2-3 kali

torsi beban penuh. Karena efisiensinya yang rendah pemakaian motor ini

sifatnya khusus misalnya untuk mesin bulldozer, mesin potong, hoist, punch

press, dan sejenisnya.

Page 65: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

65 Teknik Otomasi Industri

Untuk Motor Dengan Rotor Belit(Wound Rotor)

Motor induksi dengan rotor belit digunakan bila diinginkan torsi awal starting

beban secara halus atau diperlukan yang tinggi, dengan arus awal yang rendah.

Perbedaan dengan rotor gulung adalah perbedaan cara memperoleh tegangan

induksi. Pada rotor sangkar tahanan rotor tetap, sehingga diperoleh kerakteristik

full load operating speed, torque maksimum dan accelarasi putaran juga tetap.

Pada rotor belit, kumparan rotor terdiri daritiga kumparan seperti halnya pada

kumparan stator, ujung- ujung dihubungkan ke slip-ring, dimanapada slip ini

dipasangkan tahanan kontroler (lihat gambar 2. 24) . Dengan merubah nilai

tahanan rotor akan diperoleh atau kata perubahan torsi awal dan perubahan

putaran,atau kata lain putaran dan torsi dapat diatur secara halus (perubahan

putaran dapat mencapai 50%- 75%).

Makin tinggi tahanan rotor makin rendah putarannya. Motor induksi dengan rotor

belit banyak digunakan pada elevator, crane, Kompresor, hoist, large ventillating

fan, dan sejenisnya.

4. Pengaturan Putaran

Wound Rotor Method

Cara iniadalah cara yang biasa. Fakta yang terjadi bahwa prosentase efisiensi

dari motor dengan rotor belit lebih kecil dari (1 - S)x 100. Jadi misalkan suatu

tahanan dimasukan pada rangkaian rotor, sehinga slipnya 0,4, maka efisiensinya

akan kurang dari 60%Atau kata lain penambahan tahanan ke rangkaian rotor

untuk mengurangi kecepatan selalu berakibat kehilangan daya pada tahanan

luar.

Dengan Susunan Kutub Berlanjutan (Conseqent-Pole)

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati contoh sket susunan perubahan

jumlah kutub :

Page 66: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

66 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 26 Sket susunan perubahan jumlah kutub

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati wiring diagram hubungan

pemasangan sakelar untuk merubah putaran rotor :

Gambar 2. 27 Wiring diagram hubungan pemasangan sakelar untuk merubah putaran rotor

Page 67: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

67 Teknik Otomasi Industri

Dengan Merubah Frekuensi Sumber Listrik

Cara ini digunakan bila tiap alternator mencatu satu atau lebih motor yang

digunakan secara khusus. Putaran motor dapat di kontrol dengan merubah

frekuensi alternatornya. Mengingat sifatnya yang khusus ini maka pemakaiannya

sangat terbatas, misalnya pada kelistrikan kereta api, atau pada kapal-kapal laut.

Pada dekade sekarang, pengaturan putaran motor induksi sudah banyak dipakai

di industri-industri, prinsip dari operasi ini adalah dengan merubah tegangan

sumber dan frekuensinya.

5. Rangkaian Kontaktor

Apakah kalian tahu apa yang dinamakan dengan kontaktor?

Kontaktor merupakan saklar daya yang bekerja berdasarkan kemagnitan.

Bila koil (kumparan magnit) dialiri arus listrik, maka inti magnit menjadi jangkar

(magnet), sekaligus menarik kontak-kontak yang bergerak, sehingga kontak NO

(normally open) menjadi sambung, dan kontak NC (normally close) menjadi lepas.

Marilah kita amati gambar konstruksi dari sebuah kontaktor di bawah ini !

Page 68: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

68 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 28 Wiring diagram hubungan pemasangan sakelar

untuk merubah putaran rotor

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati bentuk fisik dari sebuah kontaktor

magnet :

Page 69: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

69 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 29 Kontaktor magnet

Simbol Kontaktor Magnet

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati bentuk fisik dari sebuah kontaktor

magnet :

Gambar 2. 30 Simbol kontaktor magnet

Terminal kumparan : A1 dan A2, disambungkan pada rangkaian kontrol.

Bagian sebelah kanan adalah kontak-kontak sebagai saklar daya yang berfungsi

untuk mengalirkan arus beban yang relatif besar.

Terminal 1, 3, dan 5 disambungkan ke sumber jaringan 3 fasa dan terminal 2, 4,

dan 6 disambungkan ke beban (motor).

Page 70: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

70 Teknik Otomasi Industri

Kontak Utama dan Kontak Bantu

Berdasarkan fungsinya, kontak kontak pada kontaktor magnit ada 2 macam, yaitu

kontak utama dan kontak bantu.

Kontak Utama

• Konstruksi kontak-kontaknya dimensinya lebih luas dan tebal, sehingga mampu

dialiri arus listrik yang relatif besar (arus beban).

• Terminal keluarnya yang ke beban (2, 4, dan 6) bisa disambungkan ke rele

pengaman arus lebih (Thermal Overload Relay/TOR).

Marilah kita amati simbol kontak utama dan TOR dari sebuah kontaktor di bawah ini !

Gambar 2. 31 Kontak utama dan TOR

Kontak Bantu

Konstruksi kontak-kontaknya berdimensi lebih sempit dan tipis, karena arus yang

melaluinya relatif kecil (arus untuk rangkaian kontrol).

Penulisan terminal kontak-kontak bantu pada kontaktor magnit ditulis dengan

angka dan digit, yaitu :

kontak-kontak NC, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 1 dan 2

kontak-kontak NO, digit kedua dari terminal-terminalnya dengan angka 3 dan 4.

Page 71: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

71 Teknik Otomasi Industri

kontak-kontak bantu untuk fungsi tertentu (misal dengan timer), kontak-kontak

NC, digit kedua dengan angka 5 – 6. dan untuk kontak-kontak NC nya, digit

kedua dengan angka 7 – 8.

Marilah kita amati simbol bantu dari sebuah kontaktor di bawah ini !

Gambar 2. 32 Kontak bantu

Rele Pengaman Arus Lebih (Thermal Overload Relay/TOR)

Apakah kalian tahu apa yang dinamakan dengan rele pengaman arus lebih (Thermal

Overload Relay) ?

Rele pengaman arus lebih merupakan pengamanan motor akibat adanya arus lebih /

beban lebih.

Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain :

1. Arus start yang terlalu besar

2. Beban mekanik motor terlalu besar

3. Motor berhenti secara mendadak

4. Terbukanya salah satu fasa dari saluran motor 3 fasa

5. Terjadinya hubung singkat

Page 72: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

72 Teknik Otomasi Industri

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati gambar konstruksi dan gambar

permukaan dari sebuah Thermal Overload Relay/TOR :

Gambar 2. 33 Konstruksi dan permukaan TOR

Page 73: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

73 Teknik Otomasi Industri

Cara Kerja TOR

TOR dipasang secara seri dengan kontak utama kontaktor magnit.

Pada gambar bimetal dialiri arus utama. Jika terjadi arus lebih, maka bimetal

akan membengkok dan secara mekanis akan mendorong kontak bantu NC 95-

96.

Oleh karena dalam prakteknya kontak bantu NC 95-96 disambung seri pada

rangkaian koil kontaktor magnit, maka jika NC lepas, koil kontaktor tidak ada

arus, kontaktor magnit tidak aktif dan memutuskan kontak utama.

Penggunaan TOR

Nilai pengaman arus lebih ini bisa diset dengan mengatur jarak pendorong

kontak.

Dalam prakteknya pada permukaan rele pengaman arus lebih terdapat bidang

kecil yang berbentuk lingkaran, yang tengahnya bisa diputar dengan obeng

minus.

Juga terdapat tombol tekan untuk mereset.

Melalui gambar di bawah ini dapat kita amati gambar permukaan dari sebuah

Thermal Overload Relay/TOR :

Gambar 2. 34 Gambar permukaan TOR

Page 74: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

74 Teknik Otomasi Industri

6. Mengoperasikan Sistem Pengendali Eletromagnetik

Dalam sistem pengendali elektromagnetik ada dua diagram gambar yang sering

digunakan, yaitu :

Diagram kontrol

Diagram daya

Diagram Kontrol

Yang termasuk diagram kontrol antara lain :

Pengaman arus kontaktor magnit : sekering / MCB (kecil)

Tombol tekan stop

Tombol tekan start : tombol kunci start, dll.

Koil konduktor magnit

Kontak-kontak bantu kontaktor magnit NO, NC.

Kontak-kontak bantu timer NO, NC.

Kontak-kontak bantu TOR

Lampu tanda.

Diagram Daya

Sedangkan yang termasuk diagram daya antara lain :

Pengaman arus beban : sekering / MCB

Kontak-kontak utama kontaktor magnit

Kontak-kontak pengaman arus lebih (TOR)

Terminal-terminal transformator

Terminal-terminal resistor

Terminal-terminal induktor

Terminal-terminal kapasitor kompensasi

Terminal-terminal belitan motor / beban lainnya

Page 75: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

75 Teknik Otomasi Industri

Kendali Elektromagnetik Pada Motor

Dalam sistem pengendali elektromagnetik ada empat pengendali motor yang sering

digunakan, yaitu :

1. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung (Direct on line)

2. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung dengan TOR

3. Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor putar kanan-kiri

4. Diagram kontrol dan diagram daya pengendali starter motor dengan pengasutan

Y – ∆

Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung (Direct on line)

F1

95

96

OL

STOP

START

K1

A1

13

14

21

22

43

44

K1 K1 K1

H1 H2

N

R

A2

Page 76: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

76 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 35 Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor langsung (Direct on line)

Page 77: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

77 Teknik Otomasi Industri

Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor putar kanan-kiri

F1

95

96

OL

STOP

START

KANAN

K1

A1

13

14

21

22

43

44

K1

K2

K1

H1 H2

N

R

A2

START

KIRI

K2

A1

13

14

21

22

K2

K1

A2

43

44

K2

H3

31

32

K1

31

32

K2

Page 78: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

78 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 36 Diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor putar kanan-kiri

Page 79: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

79 Teknik Otomasi Industri

Diagram kontrol pengendali starter motor dengan pengasutan Y – ∆

F1

95

96

OL

STOP

START

“STAR”

A1

13

1443

44

K1

K2

H1 H2

N

R

A2

START

“DELTA”

A1

13

14

K3

A2

43

44

K3

H3

31

32

K1

A1

A2

K1 K2

21

22

K3

K3

43

44

K1

Page 80: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

80 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 37 Diagram kontrol pengendali starter motor dengan pengasutan Y – ∆

Page 81: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

81 Teknik Otomasi Industri

Tugas 1.4

1. Jelaskan prinsip kerja dari diagram kontrol dan diagram daya Pengendali motor

langsung (Direct on line)?

2. Bagaimana prinsip kerja dari kendali motor 3 fase untuk putar kanan dan kiri?

7. Hubungan motor induksi tiga-fasa

Motor induksi (Asynchronous motor) secara luas banyak digunakan di fasilitas

industri dan bangunan besar. Rancangan dan perawatannya sederhana, dapat

disesuaikan pada berbagai aplikasi di lapangan dan pengoperasiannya ekonomis.

Ini sangat menguntungkan sebagai solusi pengendali motor induksi pada sisi harga

dan kualitas.

Karakteristik motor induksi tiga-fasa adalah arus bebannya tinggi pada sumber

tegangan dengan direct-on-line starting. Menghasilkan arus start dan lonjakan yang

tinggi jika diaplikasikan pada tegangan penuh, akan mengakibatkan penurunan

tegangan sumber dan pengaruh transien torsi pada sistem mekanik.

Page 82: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

82 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 38 Metoda Motor Starting

1. Direct-On-Line motor starting.

2. Start-delta (bintang-segitiga) motor starting.

3. Soft starter (Q2), motor starter kontinyu dan bertahap, alternafif secara elektronik

sebagai pengganti Start-delta (bintang-segitiga) motor starting.

4. Variable Frequency Drivers atau inverter sebagai pengendali kecepatan motor

dan terintegrasi dengan proteksi motor secara elektronik.

Jika motor induksi tiga-fasa dihubungkan ke sumber tegangan, data pada pelat

nama motor harus disesuaikan dengan sumber tegangan dan frekuensinya.

Hubungan diimplementasikan melalui enam terminal (versi standar) pada kotak

terminal motor dan perbedaannya antara dua jenis rangkaian, hubungan bintang dan

hubungan segitiga. Contoh untuk sumber tegangan tiga fasa 400 Volt, 50 Hz (lihat

gambar 2.39 dan 2.40).

Page 83: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

83 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 39 Hubungan Bintang

Page 84: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

84 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 40 Hubungan Segitiga

Page 85: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

85 Teknik Otomasi Industri

Secara umum, keadaan motor tiga-fasa ditentukan pada standar (DIN/VDE 0530,

IEC/EN 60034). Bagaimanapun juga rancangan pabrikan sangat dominan. Contoh,

yang ada di pasaran untuk daya output motor yang kecil (<4 kW) secara khusus

digunakan pada pompa dan kipas, kadang-kadang kita temukan motor tanpa kotak

terminal. Disini kumparan dihubungkan dibagian dalam motor dan hanya tiga kabel

yang dapat dihubungkan untuk tegangan tertentu.

Gambar 2. 41 Membalik putaran motor pada kotak terminal

Page 86: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

86 Teknik Otomasi Industri

Gambar 2. 42 Kurva karakteristik starting motor induksi tiga-fasa

IA = arus start

IN = arus nominal

MA = Torsi start

MB = Torsi Aklerasi (MM> ML)

MK = Torsi Breakdown

ML = Torsi Beban

MM = Torsi Motor (titik operasi)

MN = Torsi Beban, titik persilangan keadaan mantap (steady-state) pada karakteristik

torsi-kecepatan dengan karakteristik beban.

n = kecepatan (nilai aktual).

nN = kecepatan pada titik operasi.

Ns = kecepatan sinkron (ns – nN = slip).

Page 87: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

87 Teknik Otomasi Industri

B. Tugas Praktek 1. Rangkaian Kontaktor Menggunakan Dua Tombol Tekan ON dan OFF

Penjelasan Fungsi :

Jika tombol S2 atau S3 ditekan, maka kontaktor K1 akan bekerja dan mengunci,

kemudian H1 menyala. Kalau S1 ditekan, maka kontaktor K1 akan terputus.

Page 88: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

88 Teknik Otomasi Industri

2. Penyalaan Lampu Dengan Waktu Tunda (Perlambatan)

Penjelasan Fungsi :

Jika saklar S1 dihubungkan (ON), maka dengan segera kontaktor K1 bekerja.

Kontak K1 menghubungkan rele penunda waktu (TDR) K3. Setelah waktu

pengaturan tunda (TDR) K3 tercapai, maka kontak K3 pada kontaktor K2 menutup.

Kontaktor K2 bekerja menghidupkan lampu H1. Dengan memutus saklar S1, maka

kontaktor K1 lepas dan lampu H1 terputus/tidak menyala. TDR = Time Delay Relay

(rele penunda waktu)

Page 89: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

89 Teknik Otomasi Industri

3. Pengendali Dengan Waktu Perlambatan Untuk 2 Lampu

Penjelasan Fungsi :

Jika saklar S1 dihubungkan, kontaktor K1 bekerja dan lampu H1 menyala secara

bersamaan rele tunda waktu K2 bekerja. Setelah waktu penundaan TDR K2

tercapai, maka K3 akan bekerja, lampu H1 terputus, lampu H2 terhubung. Jika S2

diputuskan, semua kontaktor akan terlepas dan lampu H2 terputus (mati).

Page 90: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

90 Teknik Otomasi Industri

4. Rangkaian Dua Lampu Indikator Dengan Penunda Waktu

Penjelasan Fungsi :

Jika tombol S2 ditekan, maka kontaktor K1 bekerja dan bertahan (mengunci)

sekaligus memberi tegangan pada TDR K2. Melalui kontak K1, kontaktor K3 juga

akan bekerja dan lampu H2 terhubung. Setelah waktu tunda pengaturan K2

tercapai, maka kontaktor K3 akan terputus, demikian juga lampu H2 akan terlepas

dan lampu H1 tersambung (nyala).

Jika tombol S1 ditekan, kontaktor K1 akan putus dan lampu H1 akan terputus (mati).

Page 91: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

91 Teknik Otomasi Industri

5. Rangkaian Inching / Jogging

Penjelasan Fungsi :

Aplikasi rangkaian ini biasanya dipakai pada motor-motor yang perlu dijalankan

sesaat, seperti pada :

Saat memposisikan suatu bagian alat (menyetel roda gigi atau Ban

Conveyor)

Motor-motor yang baru direparasi perlu dijalankan sesaat

Keperluan balik putaran sesaat

Page 92: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

92 Teknik Otomasi Industri

Kegiatan Belajar 3

Metode Starting Motor Induksi 3 Fasa

Indikator Keberhasilan:

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini , diharapkan siswa dapat :

Menjelaskan konsep starting motor induksi

Mengindentifikasi metoda starting sesuai dengan karakteristik motor dan beban

Mencari dan mengatasi gangguan rangkaian kontrol

A. Uraian Materi

1. Metode Starting Motor Induksi 3 Fasa

Sistem pengoprasian motor dilakukan pada saat start, running dan Stop.

Keberhasilan suatu pengoperasian sebuah motor listrik bukan saja ditentukan

pada “ Running Performance “ motor , tetapi juga juga ditentukan oleh “ Starting

Performance “ .

Pemilihan metoda starting banyak dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti

kapasitas daya motor / keperluan arus starting , torsi starting , kecepatan , jenis

atau tipe motor dan macam-macam beban yang digerakkan oleh motor tersebut.

Starting Motor induksi rotor sangkar dapat dilakukan antara lain :

Direct on line ( DOL )

Starting dengan metoda ini menggunakan tegangan jala-jala / line penuh yang

dihubungkan langsung ke terminal motor melalui rangkaia pengendali mekanik

atau dengan relay kontaktor magnit.

Star Delta

Star awal dilakukan dalam hubngan bintang dan kemudian motor beroperasi

normal dalam hungan delta. Pengendalian bintang ke delta dapat dilakukan

dengan sakelar mekanik Y /Δ atau dengan relay / kontaktor magnit.

Starting Dengan Menggunakan Tahanan Primer (Primary Resistance)

Starting dengan metoda ini adalah dengan menngunakan tahanan primer

untuk menurunkan tegangan yang masuk ke motor.

Page 93: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

93 Teknik Otomasi Industri

Auto Transformer

Starting dengan metoda ini adalah dengan menghubungkan motor pada

taptegangan sekunder auto transformer terendah dan bertahap dinaikkan

hingga mencapai kecepatan nominal motor dan motor terhubung langsung

pada tegangan penuh / tegangan nominal motor .

Motor Slip Ring / Rotor lilit.

Untuk motor rotor lilit ( Slip Ring ) starting motor dilakukan dengan metoda

pengaturan rintangan rotor ( Scondary Resistor ) . Motor beroperasi normal

pada rotor dalam hubungan bintang.

Starting dengan tegangan penuh ( Direct on line/DOL starter )

Karakteristik umum :

Arus starting : 4 sampai 8 kali arus nominal

Torsi starting : 0,5 sampai 1,5 kali torsi nominal

Kriteria pemakaian :

3 terminal motor , daya rendah sampai menengah

Arus starting tinggi dan terjadi drop tegangan

Peralatan sederhana

Waktu total yang diperlukan untuk DOL Starting direkomendasikan tidak lebih

dari 10 detik

Page 94: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

94 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 1(a) Karakteristik arus dan kecepatan

Gambar 3.1(b) Karakteristik Torsi dan kecepatan

Page 95: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

95 Teknik Otomasi Industri

Harga torsi dan arus pada saat starting dapat ditentukan dari persamaan berikut :

Daya = Torsi x kecepatan sudut

= T x ω............watt

Jika

ω = 2 .Ns, maka daya masukan motor (P)

P = 2 .Ns.T atau = K.T

Pada saat starting harga S = 1

Torsi starting (TST) = S

IK ST

2.

S = 1 TST = K.I ST2

Keterangan :

K = Konstanta

= Kecepatan sudut

S = Slip motor

T = Torsi motor

P = Daya motor

Perbandingan Torsi starting dengan Torsi beban penuh kalau :

f

f

ST

f

ST SI

I

T

T.

2

Page 96: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

96 Teknik Otomasi Industri

Latihan:

Jika motor listrik 3 fasa arus startingnya 7 kali arus beban penuh dan slip motor pada

beban penuh 4 % distarting pada tegangan normal dengan DOL starter. Tentukan

harga Torsi Starting ?

Diketahui : IST = ISC = 7 If

Sf = 4 % = 0,04

Ditanyakan TST = ?

Penyelesaian :

Hasil perhitungan ini menunjukkan bahwa jika motor distarting langsung ke jala-jala

(DOL), mengambil arus starting 7 kali arus beban penuh, maka torsi starting akan

sama dengan 1,96 kali torsi beban penuh.

f

f

ST

f

ST SI

I

T

T.

2

= 04,004,0.7

2

2

xxI

I

f

f

= 04,072 x

fST TT .96,1

Page 97: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

97 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3 .2 Starting Direct On Line

Starting Star-Delta

Metoda starting Y - banyak digunakan untuk menjalankan motor induksi rotor

sangkar yang mempunyai daya di atas 5 Kw (atau sekitar 7 HP). Untuk menjalankan

motor dapat dipilih starter yang umum dipakai antara lain : saklar rotari Y - , saklar

khusus Y - atau dapat juga menggunakan beberapa kontaktor magnit beserta

kelengkapannya yang dirancang khusus untul rangkaian starter Y - .

Perlu diingat jika pada name plat motor tertulis 220/380 V, sedangkan tegangan jala-

jala yang tersedia sumber 3 fasa 380 V, maka motor tersebut hanya boleh

dihubungkan bintang (Y) artinya motor berjalan normal pada hubungan bintang pada

Page 98: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

98 Teknik Otomasi Industri

tegangan 380 V. Motor tersebut dapat dilakukan starting Y - . Apabila dihubungkan

pada tegangan jala 3 fasa 220 V.

Gambar 3.3 Perbandingan tegangan hubungan bintang (Y) dan segitiga ()

Karakteristik Umum :

Arus start 1,8 sampai 2,6 kali arus nominal

Torsi start 0,5 kali torsi nominal

Kriteria pemakaian :

6 terminal motor

Torsi puncak pada perubahan star ke delta

Page 99: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

99 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 4(a) Karakteristik Arus-Kecepatan

Gambar 3.4(b) Karakteristik Torsi-Kecepatan

Page 100: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

100 Teknik Otomasi Industri

Perbandingan arus start bintang – segitiga

fasaZ

fasategangan

fasaZ

VYI ST

3

3.fasaZ

VI ST

ST

ST

I

YI =

3.

3

V

fasaZx

fasaZ

V

3

1

ST

ST

I

YI

Dari hasil rumus di atas dapat dilihat bahwa besar arus pada hubungan bintang

adalah 1/3 kali arus jika motor dihubungkan segitiga.

Page 101: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

101 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 5 Starting Bintang-Segitiga

Starting Dengan Tahanan Primer (Primary Resistance)

Starting dengan menggunakan tahanan primer adalah suatu cara menurunkan

tegangan yang masuk ke motor melalui tahanan yang disebut tahanan primer karena

tahanan ini terhubung pada sisi stator. Hal ini menggunakan prinsip tegangan jatuh.

Dari gambar terlihat kalau tap berubah menjadi X volt sehingga berlaku persamaan :

SCSC TXstartTdanIXstartI 2

Page 102: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

102 Teknik Otomasi Industri

f

ff

SI

startI

T

startT.

2

f

f

SCS

I

IX.

2

= f

f

SC SI

IX .

2

2

= fSaX .. 22

Perbandingan torsi dengan torsi beban penuh :

f

ST

T

IfSaX .. 22

Penggunaan metoda starting ini banyak digunakan untuk motor-motor kecil.

Page 103: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

103 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 6 Starter dengan Tahanan Primer (Primary Resistance Starter)

Page 104: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

104 Teknik Otomasi Industri

Starting Dengan Auto transformer (Auto Transformer Starting)

Starting dengan cara ini adalah dengan menghubungkan motor pada tahapan

tegangan sekunder auto transformer terendah. Setelah beberapa saat motor

dipercepat, transformator diputuskan dari rangkaian dan motor terhubung langsung

pada tegangan penuh.

Gambar 3. 7 Starter dengan Auto-Transformer

Page 105: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

105 Teknik Otomasi Industri

Transformator dibuat dari sejumlah tahapan tegangan sekunder yang biasanya 83

%, 67 % dan 50 % dari tegangan primer.

Jika perbandingan taapan tegangan = k, maka pasa tap 67 % k = 0,67. Ini berarti

bahwa tegangan pada motor akan sama dengan kali tegangan jaring atau sama

dengan k. V volt

Arus yang diambil motor akan menjadi k kali bila motor tersebut distarting langsung

ke jala-jala (DOL starting) yang sama dengan k.I

Dengan mengabaikan arus magnetisasi transformator, arus primer yang diambil

sama dengan k kali arus sekunder yang sama dengan k2 I. Jadi k2 adalah penurunan

arus aktual motor jika distarting dengan auto transformer starting.

Sebagai contoh :

Jika motor distart langsung ke jala-jala mengambil arus 600 % kali arus beban

penuh. Pada tap 67 %, arus pada terminal motor akan sama dengan 400 %, akan

tetapi arus primer pada waktu starting akan sama dengan k kali 400 % atau sama

dengan 267 % dari arus beban penuh ini adalah arus yang diambil dari sistem

suplay.

Torsi starting sebanding dengan kuadrat arus motor.

Pada tap dengan perbandingan tegangan k, torsi akan menjadi k2 kali torsi starting

yang dihasilkan pada waktu motor distarting langsung ke jala-jala. Pada tap 67 %,

torsi starting akan menjadi 67 % kuadrat atau sama dengan 45 % dari harga torsi

DOL.

Keuntungan dari metoda starting ini adalah tegangan motor pada saat distart pada

kondisi torsi yang telah besar daripada metoda starting dengan tahanan primer

(primary resistance starting), pada penurunan tegangan yang sama dan arus

jaringan yang sama.

Page 106: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

106 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 8 Diagram hubungan arus dan tegangan pada DOL starting dan Auto Transformer starting

Starting Dengan Pengaturan Tahanan Rotor

Metoda lain untuk menurunkan arus starting (I2) adalah dengan menggunakan

tahanan (R) yang dihubungkan pada rangkaian rotor. Starting ini hanya dapat

dipakai untuk motor induksi motor rotor lilit (motor slip ring), sedangkan untuk motor

induksi rotor sangkar hal ini tidak bisa dilakukan.

Page 107: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

107 Teknik Otomasi Industri

Gambar 3. 9 Starter dengan mengatur Tahanan Rotor

Page 108: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

108 Teknik Otomasi Industri

Motor induksi rotor lilit juga disebut motor induksi cincin geser (slipring), rotornya

mempunyai lilitan yang dihubungkan ke tahanan luar. Pada waktu starting, motor

dihubungkan dengan tahanan (Rheostat) dengan harga R yang maksimum. Setelah

motor running, maka rheostat dihubung singkat.

Pada saat motor diam slip = 1

Jadi f2 = f1

Arus motor I2 = 2

2

2

2

2

2

2

XR

E

Z

E

Pada saat rotor bergerak harga slip mulai berkurang dari slip = 1 sampai pada suatu

harga slip beban penuh.

Perubahan slip : %100xn

nnS

s

rs

srr nSrn .

ssr nSnn .

)1( Snn sr

)1(120

SP

fnr

Sewaktu diam, reaktansinya X2 = 2 f2 . L2 = 2fL2 = X2

Pada saat berputar, reaktansinya X= 2 f2 .s. L2 = 2. f2 L2 = s. X2

Page 109: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

109 Teknik Otomasi Industri

Latihan :

Motor induksi 4 kutub dipasang pada jala-jala dengan frekuensi f = 50 Hz, putaran

motor = 1455 rpm. Hitung beban slip dan fz ?

Jawab :

)1(120

SP

fnr

)1(4

60001445 S

)1(15001445 S

1500

14451500 S

Slip : 03,0S

fSf .2

5003,0 x

frekuensi rotor f2 = 1,5 Hz

Page 110: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

110 Teknik Otomasi Industri

B. Tugas Praktek

1. Starting Dengan Tegangan Penuh (DOL Starting)

SE

21

22

+24V

K1

A1

A2

0V

F3

K1

13

14

1

2

1

2

1

2

K1

33

34

K1

21

22

S0

21

22

S1

13

14

F2

95

96

F2

97

98

1 2 3 4 5

2

4

3

Page 111: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

111 Teknik Otomasi Industri

Penjelasan Fungsi :

Pada rangkaian ini jika tombol S2 ditekan motor 1 akan bekerja, jika S3 ditekan

motor 1 berhenti dan motor 2 bekerja.

Jika S1 ditekan atau bila terjadi beban lebih pada motor semua sistem akan berhenti.

Page 112: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

112 Teknik Otomasi Industri

Page 113: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

113 Teknik Otomasi Industri

2. Starting Reverse – Forward Motor 3 Fasa

Penjelasan Fungsi :

Jika tombol S2 ditekan, kontaktor K1 bekerja dan mengunci, motor akan berputar

arah kanan dan lampu H1 menyala. Jika tombol S3 ditekan, kontaktor K1 lepas.

Kontaktor K2 akan bekerja, motor ber operasi arah kiri dan lampu H2 menyala.

Jika S1 ditekan atau rele arus lebih F5 bekerja, maka semua kontaktor yang sedang

bekerja terputus dan motor akan terlepas dari jala-jala (berhenti) kontaktor satu dan

lainnya saling mengunci.

Page 114: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

114 Teknik Otomasi Industri

Page 115: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

115 Teknik Otomasi Industri

3. Starting Star – Delta (Bintang-Segitiga)

Penjelasan Fungsi :

Dari gambar yang diperlihatkan dibawah ini, dapat dianalisa bahwa :

Dengan menekan tombol start S2 , kontaktor K1 akan bekerja dan mengunci.

Kontaktor K1 menghubungkan motor dalam hubungan Y dan kontaktor K3

menghubungkan motor pada jala-jala. Rele penunda waktu K2 bekerja, setelah

waktu tunda K2 tercapai, maka arus ke lilitan K1 terputus dan hubungan Y motor

terlepas. Pada waktu kontaktor K1 terputus sekaligus akan menghubungkan

kontaktor K4. Motor beroperasi dalam hubungan segitiga selama motor bekerja

dalam hubungan segitiga rele penunda waktu tidak bekerja.

Dengan menekan tombol stop S1, arus listrik ke rangkaian kontrol terputus dan

motor terpisah dari tegangan jala-jala.

Page 116: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

116 Teknik Otomasi Industri

Page 117: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

117 Teknik Otomasi Industri

4. Starting Start-Delta Reverse – Forward

Page 118: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

118 Teknik Otomasi Industri

5. Starting Motor 3 Fasa Rotor Lilit

Penjelasan Fungsi :

Jika tombol S2 ditekan dan kontaktor K2, K4 dan K6 dalam posisi tidak bekerja, maka

kontaktor K1 akan bekerja dan mengunci.

Kontaktor K1 akan menghubungkan rele waktu K7 dan motor sudah terhubung

dengan jala-jala. Setelah waktu penundaan tercapai kontak K7 akan mengaktifkan

kontaktor K6. Kontaktor K6 akan mengunci dan menghubung singkat tahanan R1, R2

dan R3, pada waktu yang sama, rele waktu K5 bekerja. Kalau waktu penundaan K5

tercapai, maka kontak K5 akan mengaktifkan kontaktor K4. Kontaktor K4 mengunci,

sekaligus melepas K6, bersamaan dengan itu rele waktu K5 dan K7 lepas, dan rele

waktu K3 bekerja menghubung singkat tahanan R4, R5, R6.

Jika waktu penundaan K3 tercapai, kontak K3 (NO) akan mengaktifkan kontaktor K2

dan mengunci sendiri. Kontaktor NC K2 seri K4 terputus dan sekaligus memutus arus

lilitan rele waktu K3, pada posisi ini lilitan motor akan terhubung singkat (semua

tahanan luar terlepas).

Dengan menekan tombol S1 akan melepas semua kontaktor dan rele waktu yang

sedang bekerja, sehingga semua rangkaian terlepas dari tegangan.

Page 119: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

119 Teknik Otomasi Industri

C. Evaluasi

Tugas 1

1. Gambar simbol lengan kontak MCB untuk jenis pemutusan segera adalah :

2. Gambar diagram kontrol berikut ini menunjukkan :

a. Kontaktor terus bekerja setelah tombol ditekan

b. Kontaktor tidak bekerja jika tombol berhenti ditekan

c. Kontaktor akan bekerja selang beberapa saat setelah tombol ditekan

d. Jika tombol ditekan kontaktor tidak bekerja

3. Suatu motor tiga fasa pada plat nama tertera U = 220/380 V, maksudnya

adalah motor tersebut harus disambungkan secara :

a. Hubungan segitiga jika tegangan jaringan 127/220 V

b. Hubungan segitiga jika tegangan jaringan 220 V

c. Hubungan Bintang pada tegangan jaringan 380 V

d. Jawabaan a,b,dan semua benar

Page 120: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

120 Teknik Otomasi Industri

4. Untuk membalik arah putaran motor dari gambar di atas, maka sambungan

kontaktor K2 adalah :

Page 121: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

121 Teknik Otomasi Industri

5. Rangkaian pengendali berikut ini yang menandakan lampu indikator menyala bila :

a. b1 ditekan

b. b1 dan b2 ditekan

c. b2 ditekan

d. b3 ditekan

6. Gambar di bawah ini adalah simbol gambar :

Page 122: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

122 Teknik Otomasi Industri

a. Pemutus daya tiga fasa yang berdasarkan arus lebih

b. Pemutus daya tiga fasa yang berdasarkan thermal

c. Pemutus daya tiga fasa yang berdasarkan tegangan lebih

d. Pemutus daya tiga fasa berdasarkan arus lebih dan thermal

7. Menjalankan motor dengan cara DOL (Direct On Line) adalah :

a. Motor dihubungkan dengan jaringan melalui tahanan pengasut

b. Motor dihubungkan dengan jaringan melalui sakelar Y-

c. Motor dihubungkan langsung dengan jaringan

d. Motor dihubungkan dengan jaringan melalui auto transformator

8. Motor induksi empat kutub, 50 Hz, mempunyai slip pada beban penuh 4 %, maka

putaran rotornya adalah :

a. 60 r/m

b. 1440 r/m

c. 1500 r/m

d. 1560 r/m

9. Daya pada poros motor 3 fasa, 380 Volt, 3,6 A dipakai untuk memutar pompa 1,5

kW. Jika efisiensi motor 0,8 maka daya inputnya adalah :

a. 1,06 kW

b. 1,20 kW

c. 1,33 kW

d. 1,87 kW

10. Pada pengasutan Y-, hubungan kumparan motor ke jaringan adalah :

a. Start hubungan , kerja hubungan Y

b. Start hubungan Y, kerja hubungan

c. Start hubungan , kerja hubungan

d. Start hubungan Y, kerja hubungan Y

Page 123: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

123 Teknik Otomasi Industri

11. Simbol kontak utama dari kontaktor yang dipakai dalam penyambungan rangkaian

pengendali adalah :

12. Sebuah MCB 3 fasa memiliki kapasitas pemutusan 25 kA artinya :

a. Mampu dilewati arus hubung singkat sampai batas 25 kA

b. Mampu dilewati arus hubung singkat sampai batas 10 A

c. Rusak jika dilewati arus hubung singkat sebesar 25 kA

d. Mampu dilewati arus hubung singkat sebesar 10 x 25 kA

Page 124: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

124 Teknik Otomasi Industri

Tugas 2

Analisa rangkaian dibawah ini dan buat kesimpulan :

Soal 1 :

Soal 2 :

Page 125: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

125 Teknik Otomasi Industri

Soal 3 :

Soal 4 :

.

Page 126: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

126 Teknik Otomasi Industri

Kegiatan Belajar 4

Prinsip Dasar Troubleshooting

Indikator Keberhasilan:

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini , diharapkan siswa dapat :

Mengidentifikasi komponen dasar-dasar troubleshooting pada sistem

pengendali elektromagnetik.

Menjelaskan teknik troubleshooting pada sistem pengendali elektromagnetik.

Menggunakan berbagai pengukuran peralatan dan fungsinya.

Mengidentifikasi perbedaan metoda pengujian pada sistem pengendali

elektromagnetik

A. Uraian Materi

1. Prinsip dasar troubleshooting rangkaian

Mengidentifikasi bagian kesalahan, ikuti panduan yang diberikan dibawah ini,

dengan gambar dan alat ukur :

Pertama periksa tegangan suplay

Periksa tegangan pada setiap titik rangkaian

Lakukan pengujian tanpa tegangan pada rangkaian untuk kesempurnaan

peralatan proteksi dan yang lainnya.

Pengujian tanpa tegangan, periksa kontinuitas rangkaian, dan periksa tahanan

isolasi.

Jika tidak memungkinkan untuk melakukan pengujian tanpa tegangan,

hubungkan sumber tegangan pada rangkaian dan lakukan pengujian dengan

tegangan.

Page 127: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

127 Teknik Otomasi Industri

Secara umum, setiap rangkaian motor starting dapat dibedakan menjadi dua

bagian :

Rangkaian daya

Rangkaian kontrol

Sebaiknya yang pertama diperiksa rangkaian daya. Jika rangkaian daya bekerja,

selanjutnya lakukan troubleshooting pada rangkaian kontrol.

Daftar pemeriksaan rangkaian daya :

Daya yang masuk pada rangkaian dan kelengkapannya

Periksa keakuratan fungsi peralatan proteksi

Periksa kontinuitas kabel

Periksa adanya tanda percikan api atau bau terbakar pada peralatan

Daftar pemeriksaan rangkaian pengendali (kontrol) :

Pertama daya rangkaian pengendali (kontrol)

Periksa kelayakan fungsi relay, timer, dan saklar

Periksa kontinuitas kabel

Periksa hubungan kawat dan hubungan terminal rangkaian

Periksa urutan operasi logik kontaktor

Periksa jangka waktu pengesetan timer

Jika kriteria diatas telah diperiksa dan motor tidak bekerja (peralatan akhir),

selajutnya lakukan pengujian pada motor.

2. Pengujian kontinuitas rangkaian

Pengujian tanpa tegangan adalah pengujian yang dilakukan dengan tidak

menghubungkan sumber tegangan pada rangkaian. Pengujian kontinuitas seperti

pengujian isolasi dapat dilakukan dengan pengujian tanpa tegangan.

Page 128: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

128 Teknik Otomasi Industri

(a) Pengujian kontinuitas

Pengujian ini dilakukan dengan rangkaian tanpa tegangan untuk pengujian

kontinuitas. Dengan menggunakan ‘tester kontinuitas audio’ dapat dilakukan.

Tester ini terdiri dari batere sebagai sumber energi, dan peralatan audio, dan

dua kabel penguji. Gambar 4-1 memperlihatkan contoh pengujian dengan tester

kontinuitas audio.

Sama seperti diatas, ohmmeter atau multimeter dapat juga digunakan untuk

pengujian kontinuitas. Ohmmeter atau multimeter terdiri dari batere sebagai

sumber energi, dilengkapi dengan alat ukur (meter) untuk menujukan nilai

resistansi. Gambar 4-2, memperlihatkan contoh pengujian dengan ohmmeter.

Gambar 4. 1 Pengujian kontnuitas dengan tester audio

Page 129: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

129 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 2 Pengujian kontinuitas dengan ohmmeter

Pengujian kontinuitas dilakukan dengan tujuan untuk memeriksa :

Kesempurnaan kabel

Kesempurnaan rangkaian listrik

Kesempurnaan sistem pembumian

Keakuratan kawat pada rangkaian daya dan kontrol pada terminal yang

benar

Membedakan penghantar aktif dan netral sebelum dihubungkan pada

peralatan

Pemeriksaan kesalahan hubungan kawat antara perbedaan rangkaian

daya dan kontrol, secara tidak langsung, memeriksa hubungan singkat

Kesempurnaan saklar, sikring, dan peralatan yang lainnya

Page 130: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

130 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 3 Pengujian isolasi dengan insulation-resistance tester

(b) Pengujian isolasi

Ini pengujian yang lainnya dilakukan pada rangkaian tanpa tegangan. Maksud

dan tujuannya adalah untuk memeriksa isolasi kabel atau rangkaian daya.

Peralatan yang digunakan untuk memeriksa kesempurnaan isolasi adalah

‘insulation-resistance tester’.

Secara umum, alat ini digunakan pada kabel daya tegangan tinggi dan terminasi.

Gambar 4.3, Rangkaian pengendali motor yang dilengkapi dengan circuit

breaker, fuse dan overload relay.

Pengujian isolasi pada rangkaian (mengabaikan motor), tidak dihubungkan pada

sumber tegangan dengan mengoperasikan breaker

Page 131: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

131 Teknik Otomasi Industri

3. Pengujian kontinuitas rangkaian ber-tegangan

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.4, kesempurnaan catu daya atau

kontinuitas kelistriakan dapat diperiksa dengan menggunakan lampu penguji

(test lamp). Lampu penguji dihubungkan diantara kedua fasa.

Gambar 4. 4 Pengujian kontinuitas dengan test lamp

4. Peralatan penguji (Testing devices)

Keberhasilan troubleshooting dalam waktu yang singkat, memahami pengukuran

yang digunakan untuk berbagai fungsi merupakan keharusan. Pada bagian ini

akan diuraikan tentang peralatan pengujian (testing devices).

Page 132: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

132 Teknik Otomasi Industri

Lampu indikator

Lampu indikator adalah alat paling dasar yang digunakan oleh teknisi listrik

untuk troubleshooting. Yang kita ketahui sebagai ‘voltage tester’. Terdiri dari dua

buah lampu 240 V yang dihubungkan seri.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.5, kedua buah lampu dihubungkan seri

yang dilengkapi dengan sikring dan kabel penguji (test probe). Menggunakan

dua buah lampu akan lebih baik sebagai penguji, suatu saat kemungkinan

tegangan yang diuji adalah tegangan jala-jala (380/415/480).

Gambar 4. 5 Test lamp dengan dua buah lampu

Voltmeter dan ammperemeter

Untuk mengukur tegangan (beda potensial) antara dua titik, mengunakan

peralatan yang kita ketahui sebagai voltmeter. Peralatan ini digunakan pada

rangkaian yang bertegangan. Pengukuran tegangan dengan menghubungkan

voltmeter pada kedua titik yang berseberangan pada rangkaian.

Page 133: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

133 Teknik Otomasi Industri

Voltmeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC/DC pada batas ukur

yang berbeda. Sehingga, jika tegangan AC yang harus diukur sebaiknya memilih

voltmeter AC.Voltmeter selalu dihubungkan paralel atau shunt terhadap titik

yang akan diuji.Pada waktu mengoperasikan voltmeter, yakinkan bahwa

pemilihan batas ukurnya sesuai sebelum melakukan pengukuran, sebab alat ukur

dirancang dengan batas ukur tertentu.

Voltmeter digunakan untuk tujuan sebagai berkut :

Pengujian kontinuitas daya pada rangkaian listrik

Memeriksa kesempurnaan daya fasa tunggal

Memeriksa kesempurnan peralatan seperti relay dan timer

Memeriksa kesempurnan pembumian

Amperemeter adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur arus yang

mengalir pada rangkaian listrik.

Gambar 4.6, memperlihatkan hubungan amperemeter dan voltmeter yang

digunakan untuk troubleshooting rangkaian motor starting. Pada penjelasan

sebelumnya, amperemeter dihubungkan seri dengan beban, dimana voltmeter

dihubungkan paralel pada titik yang akan diuji.

Page 134: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

134 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 6 Rangkaian amperemeter dan voltmeter

Untuk menghindari kontak fisik amperemeter dengan rangkaian, peralatan listrik

yang kita ketahui adalah tang ampere (clip-on meter) tersedia dipasaran

(gambar 4.7).

Page 135: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

135 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 7 Tang ampere jenis digital

Gambar 4. 8 Penggunaan tang ampere

Page 136: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

136 Teknik Otomasi Industri

Multimeter dan ohmmeter

Untuk berbagai macam jenis pengujian terhadap pemeriksaan tegangan AC/DC,

arus, resistan, frekuensi, kontinuitas rangkaian atau kelayakan peralatan,

multimeter merupakan peralatan yang sangat bermanfaat (gambar 4.9).

Gambar 4. 9 Multimeter analog

Gambar 4. 10 Multimeter digital

Page 137: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

137 Teknik Otomasi Industri

Insulation tester atau megger

Untuk mengukur resistansi yang besar dengan batas 0-1000 MΩ digunakan

megger atau insulation tester.

Instrumen ini digunakan untuk mengukur resistansi yang sangat tinggi, seperti

untuk menentukan isolasi kabel, antara kumparan motor, kumparan

transformator dan sebagainya.

Gambar 4.11 menunjukan insulation tester yang dioperasikan dengan tangan

(biasanya disebut Mega ohm meter atau megger).

Gambar 4.12 menunjukan insulation tester versi elektronik, digital insulation

tester dengan pembangkitan tegangan dari sumber batere. Gambar 4.13

menunjukan versi analog untuk instrumen yang sama.

Gambar 4. 11 Megger dioperasikan dengan tangan

Page 138: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

138 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 12 Digital insulation tester

Gambar 4. 13 Analog insulation tester

Page 139: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

139 Teknik Otomasi Industri

(a) Pegujian kabel dengan meger pada sistem fasa tunggal

Gambar 4. 14 Meger pada sistem fasa tunggal

(b) Pegujian kabel dengan meger pada sistem tiga fasa

Gambar 4. 15 Meger pada sistem tiga fasa

Page 140: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

140 Teknik Otomasi Industri

(c) Pengujian motor dengan megger

Gambar 4. 16 Pengujian kondisi kumparan dengan arde

Gambar 4. 17 Pengujian kondisi kumparan dengan kumparan

5. Identifikasi terminal motor dan diagram hubungan

Biasa, diagram hubungan terminal motor diberikan pada motornya. Untuk motor

tiga fasa, hubungan ujung-ujung ketiga kumparan ditunjukkan dengan U1 dan

U2, V1 dan V2, W1 dan W2.

Page 141: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

141 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 18 Terminal motor induksi tiga fasa

Gambar 4. 19 Hubungan motor induksi tiga fasa dengan 6 terminal

Page 142: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

142 Teknik Otomasi Industri

6. Pelat nama motor

Pelat nama motor memberikan informasi yang penting tentang motor. Informasi

yang diberikan sebagai berikut :

Motor rating

Motor supply

Motor conection

Motor type and size

Motor rpm

Temperatur rise

Motor duty

Enclosure type

Number of pole

Pelat nama yang diberikan secara terperinci pada motor listrik :

Gambar 4. 20 Name Plate Motor

Page 143: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

143 Teknik Otomasi Industri

7. Troubleshooting Rangkaian Kontrol

7.1 Dasar rangkaian kontrol

Dasar rangkaian kontrol digunakan pada berguna untuk starting, stopping, sequencing

dan pengaman pengunci otomatis peralatan kontrol dan mesin.

Rangkaian kontrol terdiri dari relay, kontak relay, kontaktor, timer, konter, dan

sebagainya. Rangkaian kontrol dapat dikonfigusasikan dengan program pada PLC.

Dengan menggunakan perangkat lunak diagram logik ladder, statement list, atau kontrol

flowchart, dengan mempresentasikan kondisi logik, berurutan, dan interlok yang

diperlukan untuk pengoperasian peralatan atau mesin yang bekerja secara berurutan

otomatis.

Untuk memahami letak gangguan pada rangkaian kontrol, untuk itu sangat penting

memahami prinsip kerja dari rangkaian kontrol, seperti yang ditunjukkan pada gambar

4.21.

Dasar rangkaian kontrol untuk DOL (direct-on-line) starter

Gambar 4.21 (a) menunjukan suatu rangkaian untuk DOL starter motot tiga fasa.

Tegangan jala-jala dihubungkan langsung dengan kumparan. Yang mana kapasitas

motor dapat dijalankan langsung dari jala-jala (direct-on-line) tergantung pada kapasitas

sistem distribusi dan tegangan jatuh selama mula jalan (starting). Pada industri yang

besar ini tidak biasa untuk motor 200 kW menggunakan DOL starter secara khusus jika

disuplai oleh transformator 1600 kVA atau lebih tinggi. Bagaimanapun, jika motor

disuplai oleh generator tegangan rendah, DOL starter dirancang dengan memperhatikan

tegangan jatuh pada saat starting.

Rangkaian Utama

Gambar 4.21 (a) menunjukan suatu rangkaian dengan sumber tegangan tiga-fasa (L1,

L2 dan L3), sikring pada rangkaian utama (F1), kontaktor utama (K1), dan relay proteksi

beban lebih (F2) untuk motor tiga-fasa.

Page 144: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

144 Teknik Otomasi Industri

Motor dapat dijalankan dengan dua metoda sebagai berikut :

1. Kontrol kontak sesaat dengan tombol tekan jenis tekan dan lepas.

2. Kontrol kontak terus dengan tombol tekan jenis tekan dan pengunci.

Gambar 4. 21 (a) Rangkaian utama, (b) rangkaian kontrol (kontak sesaat),

(c) rangkaian kontrol (kontak terus).

Page 145: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

145 Teknik Otomasi Industri

Pengontrol kontak sesaat

Gambar 4.21(b) menunjukan rangkaian kontrol sesaat untuk menjalankan dan

menghentikan motor tiga-fasa menggunakan DOL starter dengan masing-masing tombol

tekan start dan stop S1 dan S0.

Rangkaian kontrol terdiri dari relay beban lebih (F2) kontak NC, kontak NC tombol tekan

stop (S0), kontak NO tombol tekan (S1) dihubungkan seri dengan kumparan kontaktor

utama (K1). Sumber tegangan untuk rangkaian melalui sikring pengaman (F3).

Kumparan kontaktor utama akan mendapatkan fasa pertama (L1) melalui rangkaian

kontrol jika semua kontak tertutup. Dalam kasus ini, jika tombol tekan start ditekan,

rangkaian kontrol tertutup dan kontaktor utama bekerja. Seperti yang ditunjukkan pada

gambar 4.22, kontak NO kontaktor utama dihubungkan paralel dengan tombol tekan

start. Sebagai kontaktor utama terhubung, melalui pengunci kontak NO (K1) yang

dihubungkan paralel dengan tombol tekan start setelah terlepas. Kontaktor utama tetap

on dan motor bekerja sampai tombol tekan stop ditekan atau relay beban lebih bekerja.

Pengontrol kontak terus

Gambar 4.21(c) memperlihatkan rangkaian kontrol untuk menjalankan dan

menghentikan motor tiga-fasa menggunakan DOL starter dengan tombol tekan (S1).

Rangkaian kontrol terdiri dari kontak NC relay beban lebih (F2) dan kontak NO saklar

togle (S), dihubungkan seri dengan kumparan kontaktor utama. Sumber tegangan untuk

rangkaian melalui sikring (F3).

Kumparan kontaktor utama (k1) akan mendapatkan daya jika semua kontak tertutup.

Pada kasus ini, jika saklar (S) ditutup, sehingga rangkaian kontrol tertutup dan kontaktor

utama (K1) bekerja.

Selama saklar (S) tetap on, kontaktor utama tetap on dan motor bekerja sampai saklar

(S) terbuka atau relay beban lebih bekerja.

Page 146: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

146 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 22 (a) Rangkaian utama star-delta, (b) rangkaian kontrol star-delta.

7.2 Pengontrol Bintang-segitiga (Star-delta starter)

Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 4.22(a) adalah rangkaian utama bintang

segitiga dan gambar 4.22(b) adalah rangkaian kontrol.

Biasanya, motor telah ada gambaran arusnya lebih tinggi 500% dari arus beban penuh

normal pada saat mulai dijalankan. Ini akan menaikan torsi mula jalan lebih tinggi dari

keadaan normal, akan menyebabkan kerusakan mekanik. Untuk mencegaha ini,

dilakukan penurunan tegangan mula jalan. Pengendali bintang-segitiga juga dipakai jika

sistem tidak dapat mendukung DOL Starter pada motor kapasitas besar.Jika

menggunakan metoda ini arus start akan berkurang 3 kali (200% dari 600%).

Bagaimanapun juga torsi mula jalan akan berkurang juga 3 kali. Oleh sebab itu metoda

ini tidak cocok untuk beban dengan momen inersia tinggi.

Page 147: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

147 Teknik Otomasi Industri

Sewaktu mula jalan pada pengendali bintang-segitiga, kumparan terhubung dengan

konfigurasi bintang oleh K1 dan K2, tegangan berkurang (kira-kira 58%). Selanjutnya,

kumparan terhubung dengan konfigurasi segitiga oleh K1 dan K3.

Prinsip kerja pengontrol bintang-segitiga

Kontaktor utama K1 akan bekerja jika sikring rangkaian kontrol (F3), sikring (F1), dan

relay beban lebih (F2) normal dan tombol tekan start (S1) ditekan.

Konfigurasi pengurangan tegangan (konfigurasi bintang)

Timer bintang-segitiga (K4) mendapatkan daya melalui sikring F3, F1, kontak NC tombol

tekan stop (S0), dan kontak NO tombol tekan start. Andai kata tombol tekan (S1)

ditekan, timer K4 dan kontaktor K2 bekerja. Kontaktor (K1) mendapatkan daya melalui

kontak NC S0, kontak NO S1, kontak NO K2 akan terkunci selama tombol tekan (S0)

tidak ditekan.

Sekarang kontaktor K1 dan kontaktor K2 bekerja, yang akan mengontrol motor pada

konfigurasi bintang.

Tegangan penuh (konfigurasi segitiga)

Andai kata durasi waktu timer K4 diset (timer bintang ke segitiga) dengan batas waktu

tertentu, kontaktor (K3) bekerja dan pada waktu yang sama, kontaktor (K2) tidak

bekerja.

Sekarang, kontaktor (K1) dan kontaktor (K3) dalam kondisi bekerja, yang akan

mengendalikan motor pada konfigurasi segitiga. Jika motor berhenti pada kondisi beban

lebih pada konfigurasi bintang atau segitiga, rangkaian kontrol akan selalu menjalankan

kembali motor pada konfigurasi bintang, selanjutnya konfigurasi segitiga.

Page 148: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

148 Teknik Otomasi Industri

7.3 Pengontrol Autotransformator 3 Fasa

Gambar 4.23 menunjukan rangkaian kontrol autotransformator 3 fasa. Rangkaian

pengendali jenis ini menggunakan autotransformator yang diaplikasikan untuk

mengurangi tegangan pada kumparan motor selama mula jalan. Auto transformator 3

fasa dihubungkan dengan konfigurasi bintang yang memberikan arus mula jalan untuk

motor.

Setelah waktu yang ditentukan terpenuhi, tegangan penuh terhubung pada motor

dengan melewati autotransformator.

Prinsip kerja autotransformator

Sikring (F1) dan relay beban lebih (F2) sebagai proteksi rangkaian utama. Begitu juga,

rangkaian kontrol ada sikring (F3) dan relay beban lebih (F2) kontak NC.

Gambar 4. 23 Rangkaian utama dan kontrol autotransformator untuk motor 3 fasa.

Page 149: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

149 Teknik Otomasi Industri

Konfigurasi pengurangan tegangan

Pada rangkaian ini, kontaktor (K5) akan bekerja jika tombol tekan start ditekan dan akan

tetap mengunci selama tombol tekan stop tidak ditekan atau sikring rangkaian kontrol

normal atau motor berbeban lebih.

Apabila K5 bekerja, timer (K4) juga mulai bekerja. Setelah itu kontaktor K1 bekerja.

Kontak kontaktor K1 menutup, kontaktor K2 akan bekerja. Dengan demikian, kontaktor

K5, K4, K1, dan K2 kondisinya bekerja pada tahap ini. Sehingga mula jalan motor

melalui autotransformator dengan mengurangi tegangan dan konfigurasinya bintang

yang disebabkan oleh kontaktor K1 dan K2.

Setelah melewati batas waktu timer (K4), kontaktor K1 tidak bekerja. Pada waktu yang

bersamaan kontaktor K3 bekerja, ini akan mengakibatkan kontaktor K2 tidak bekerja.

Motor akan bekerja dengan tegangan penuh akibat kontaktor K3 dalam kondisi bekerja.

Sementara jika motor berbeban lebih, selanjutnya rangkaian kontrol harus diperiksa,

dengan demikian motor bila akan dijalankan kembali konfigurasinya bintang dan

tegangan diturunkan setelah relay beban lebih diset kembali.

7.4 Pengontrol dengan dua-kawat

Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 4.24 dapat digunakan untuk pengoperasian

motor otomatis setelah terjadi kegagalan tergantung pada posisi kontak kontrol. Kontak

kontrol dapat berupa kontak saklar permukaan atau kontak saklar temperatur.

Kontaktor K akan tetap bekerja selama kontak kontrol pada kondisi tertutup. Jika terjadi

kegagalan pada sumber daya, motor berhenti.

Motor akan jalan kembali secara otomatis, dengan seremapak daya akan dipulihkan

kembali selama kontak kontrol pada kondisi tertutup.

Rangkaian jenis ini biasanya untuk pompa, kipas angin, blower dansebagainya dimana

peralatan akan dijalan kembali secara otomatis setelah terjadi kegagalan pada sumber

daya yang menarik tergantung pada kontak kontrol.

Page 150: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

150 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 24 Rangkaian dengan kontrol dua-kawat

7.5 Pengontrol dengan tiga-kawat – start,stop

Rangkaian kontrol tiga-kawat untuk operasi start/stop ditunjukkan pada gambar 4.25.

Seperti yang ditunjukkan pada diagram, kontak NO tombol tekan start dan kontak NC

tombol tekan stop dihubungkan seri dengan kontaktor utama rangkaian kontrol.

Kontaktor utama K akan bekerja dengan menekan tombol tekan start dan jika tombol

tekan stop tidak ditekan, tetap mengunci. Kontak pengunci K digunakan untuk kontaktor

utama.

Jika terjadi kegagalan daya dan motor berhenti, selanjutnya motor tidak akan bisa

dijalankan secara otomatis. Sekali lagi tombol tekan start ditekan sehingga mengunci

kontaktor utama dan motor bekerja. Jenis rangkaian ini berguna pada aplikasi dimana

motor tidak diperlukan bekerja secara otomatis setelah kegagalan pada sumber daya

oleh karena itu dilakukan pencegahan bila terjadinya bahaya disekitarnya.

Page 151: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

151 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 25 Pengontrol dengan tiga-kawat – start/stop

8. Rangkaian Jog/Inch

8.1 Rangkaian start/stop/jogging menggunakan tombol tekan

Jika suatu mesin berpenampilan dengan putaran rendah, rangkaian kontrol yang

diperlukan gerakan „Inching‟ pada motor.

Tujuan dari, rangkaian kontrol „Jog/Inch‟ untuk motor tiga-fasa dirancang jika tombol

tekan jog ditekan, motor berputar dan jika tombol tekan dilepaskan motor berhenti

(gambar 4.26). Secara umum jenis gerakan ini digunakan pada mesin perkakas.

Prinsip kerja

Seperti yang ditunjukkan pada rangkaian kontrol, kontak ganda tombol tekan jog

digunakan terdiri dari satu kontak NC dan satu kontak NO. Oleh sebab itu, jika tombol

jog ditekan, rangkaian pengunci kontaktor (K) terbuka oleh kontak NC tombol tekan Jog.

Page 152: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

152 Teknik Otomasi Industri

Oleh sebab itu, kontaktor (K) tidak akan mengunci, tetap bekerja selama tombol jog

ditekan secara penuh. Jadi gerakan „Inching/Jogging dapat direalisasikan.

Gambar 4. 26 Rangkaian start/stop/jogging menggunakan tombol tekan

Jika tombol tekan jog dilepas secara mendadak, selanjutnya jika kontak NC tertutup

sebelum kontak starter (K) dipertahankan terbuka, motor akan kontinyu berputar. Disini

akan menimbulkan bahaya terhadap pekerja dan mesin disekitarnya. Peralatan mekanik

dapat dipasang dengan meyakinkan bahwa rangkaian mula jalan tidak dibangun

kembali jika tombol jog dilepas terlalu cepat.

Page 153: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

153 Teknik Otomasi Industri

8.2 Rangkaian start/stop/jogging menggunakan saklar selektor

Gambar 4.27 menunjukan penggunaan saklar selektor pada rangkaian kontrol jogging.

Tombol start menunujukan dua fungsi : bekerja sebagai tombol jog juga sebagai tombol

start.

Untuk mengoperasikan motor pada mode run, saklar selektor harus pada posisi „RUN‟.

Kontaktor K akan bekerja jika tombol start ditekan dan tetap mengunci sebab dikunci

oleh kontak K1 dan saklar selektor.

Untuk mengoperasikan motor pada mode jog, saklar selektor harus pada posisi „JOG‟.

Kontaktor K akan bekerja jika tombol start ditekan tetapi jika tombol start dilepas,

kontaktor K tidak bekerja sebab rangkaian pengunci K1 terbuka.

Gambar 4. 27 Rangkaian start/stop/jogging menggunakan saklar selektor

Page 154: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

154 Teknik Otomasi Industri

8.3 Start dan stop berurutan

Pada industri besar, terdapat mesin dan pengendali dengan jumlah yang besar.

Dibutuhkan start dan stop berurutan. Pada kasus seperti ini, memungkinkan start/stop

masing-masing pengendali dengan rangkaian kontrol start/stop tersendiri. Selain itu

kemungkinan untuk memonitor masing-masing pengendali, berdasarkan urutan

start/stop untuk pengendali, dan pengendali stop setiap proses masukan.

Penampilan dari jenis operasi ini, digunakan secara berurutan : dapat pula secara

mekanik atau elektromekanik.

Dimana waktu berurutan, tergantung pada durasi waktu dan dasar berurutan, jumlah

keluaran merupakan pensaklaran on-off sebelum menentukan urutannya.

Pada kasus ini „pulsa‟ urutan, sejumlah keluaran merupakan pensaklaran on-off

sebelum menentukan urutannya, tergantung pada pulsa yang diterima dari suatu proses

(pulsa dapat berasal dari saklar „proximity‟ atan saklar „limit‟ dan sebagainya).

Untuk memahami kasus ini, menganggap sistem tiga konveyor berurutan untuk

membawa batubara dari sumber masukan (inlet vibro feeder) ke tempat penyimpanan

(storage hopper) seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.28.

Untuk memulai membawa bahan dari sumber masukan (inlet vibro feeder) ke tempat

penyimpanan (storage hopper), pertama-tama konveyor 3 (BC-3) harus jalan dulu,

selanjutnya konveyor 2 (BC -2) dan konveyor 1 (BC-1). Setelah ketiga konveyor jalan

secara berurutan, selanjutnya sumber masukan (inlet vibro feeder) bekerja,

menjatuhkan material ke konveyor.

Selama konveyor membawa material, jika BC-3 atau BC-2 berhenti, semua konveyor

akan berhenti juga. Sebagai tambahan, jika mateial sudah terisi mencapai permukaa

ketinggian tertentu pada tempat penyimpanan (storage hopper), semua konveyor

behenti.

Urutan untuk start dan stop sistem konveyor ditunjukkan pada gambar 4.29.

Catatan : dengan maksud jika konveyor tidak dapat berhenti dengan segera lakukan

perintah STOP untuk melindungi agar material tetap berada pada konveyor. Oleh sebab

itu pada beberapa instalasi, pembawa material akan tertutup segera saat menerima

perintah STOP dan selanjutnya konveyor yang lainnya berhenti setelah penundaan

Page 155: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

155 Teknik Otomasi Industri

untuk mempertahankan material tetap pada sistemnya. Skema ini dilengkapi dengan

rangkaian pewaktu untuk berhenti secara berurutan.

Gambar 4. 28 Belt konveyor berurutan

Page 156: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

156 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 29 Start-stop berurutan untuk sistem konveyor

8.4 Rangkaian pembalik (Reversing circuit)

Dengan merubah arah kedua fasa dari motor tiga fasa. Ini akan merubah arah putaran

motor.

Untuk melakukan pembalikan, dua jenis rangkaian kontrol diuraikan sebagai berikut :

Rangkaian jenis jogfor/rev/off menggunakan saklar selektor

Merubah dua penghantar pada motor induksi tiga fasa akan menyebabkan arah putaran

terbalik. Rangkaian pembalik tiga fasa ditunjukkan pada rangkaian utama (gambar 4.30)

yang memperlihatkan dua kontaktor K1 dan K2 (forward dan reverse, masing-masing).

Saklar selektor adalah jenis pengembali dengan per posisi off ditengah.

Page 157: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

157 Teknik Otomasi Industri

Kontaktor K1 bekerja jika saklar selektor diputar pada posisi forward. Kontaktor K1 akan

menghubungkan sumber tegangan (L1, L2 dan L3) pada penghantar motor (U, V dan

W) dengan urutan fasa yang sama. Ini akan menyebabkan motor berputar dengan arah

forward. Saklar selektor diposisikan pada posisi reverse kontaktor K2 bekerja. Kontaktor

K2 menghubungkan sumber tegangan L1 ke W, L2 ke V dan L3 ke U merubah urutan

fasa L1 dan L2. Ini akan menyebabkan motor berputar dengan arah reverse. Saklar

selektor diposisikan pada posisi off motor akan berhenti.

Rangkaian jenis latchfor/rev/off menggunakan saklar selektor

Rangkaian ini telah dibahas sebelumnya pada rangkaian fwd/rev jenis jog.Rangkaiannya

seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.30 adalah jenis latch, pengendali fwd/rev.

Jika tombol tekan forward ditekan kontaktor K1 akan bekerja. Ini akan menghubungkan

sumber tegangan tiga fasa ke motor dengan urutan fasa yang sama menyebabkan

putaran motor arahnya forward.

Kontaktor K1 akan tetap bekerja karena dikunci oleh kontak NO K1. Motor akan tetap

berputar dengan arah forward selama tombol tekan stop/reverse ditekan atau proteksi

beban lebih bekerja atau sikring putus.

Gambar 4. 30 Rangkaian fwd/rev/stop jenis jog menggunaka saklar selektor

Page 158: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

158 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 31 Rangkaian fwd/rev/stop jenis latch menggunakan tombol tekan

Jika tombol tekan reverse ditekan kontaktor K2 akan bekerja secara bersamaan

kontaktor K1 tidak bekerja. Ini akan menghubungkan sumber tegangan tiga fasa ke

motor dengan urutan fasa yang berbeda menyebabkan putaran motor arahnya reverse.

Kontaktor K2 akan tetap bekerja karena dikunci oleh kontak NO K2. Motor akan tetap

berputar dengan arah forward selama tombol tekan stop/reverse ditekan atau proteksi

beban lebih bekerja atau sikring putus.

Tombol tekan stop tidak perlu ditekan sebelum arah putaran berubah.

9. Plug stop dan rangkaian anti-plug

Untuk menghentikan putaran motor, caranya adalah memutuskan sumber tegangan dan

membiarkan motor sampai berhenti.

Walaupun demikian, beberapa aplikasi motor harus diberhentikan secara cepat atau

pada posisi yang diingikan dengan pengereman. Ini direalisasikan dengan

Page 159: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

159 Teknik Otomasi Industri

menggunakan pengereman rangkaian listrik. Memanfaatkan kumparan motor untuk

menghasilkan torsi perlambatan. Energi kinetik rotor dan beban akan menghilangkan

torsi pada rotor motor.

Berdasarkan uraian diatas pengereman listrik terdapat dua jenis pengereman yang

berbedaan sebagai berikut :

1. Plugging

2. Dynamic breaking

9.1 Plugging

Untuk merealisasikan perintah ini, saklar atau kontak yang digunakan untuk meyakinkan

status motor. Tergantung pada putaran dan kecepatan motor, prubahan status saklar

dari NO ke NC.

Saklar ini disebut saklar kecersipatan-nol (zero-speed switch atau plugging switch).

Saklar kecepatan-nol untuk mencegah putaran balik motor sebelum berhenti. Saklar

kecepatan-nol secara fisik dipasang pada poros mesin, sebagai penghambat motor.

Saklar kecepatan-nol berputar, gaya sentrifugal yang menyebakan kontak saklar

membuka atau menutup, tergantung pada rancangan penggunaannya.

Masing-masing saklar kecepatan-nol mempunyai batas operasi kecepatan, yang akan

menyebabkan saklar kontak. Contoh, 10 – 100 rpm. Skema pengendali seperti yang

ditunjukkan pada gambar 4.32 metoda penghambat motor yang akan berhenti dari

hanya satu arah putaran.

Jika tombol tekan start (forward) ditekan, kontaktor K1 bekerja. Oleh sebab itu, motor

berputar dengan arah forward. Kontaktor K1 dikunci melalui kontak pengunci,

Selama motor berputar dengan arah forward, kontak NC F (zero switch) rangkaian

terbuka pada kontaktor K2. Jika tombol tekan stop ditekan kontaktor K1 tidak bekerja. Ini

akan mengembalikan kontaktor K2 bekerja sebab kontak forward on saklar kecepatan

juga kondisinya tertutup.

Kontaktor reverse bekerja, motor dihambat. Motor mulai mengurangi kecepatan dengan

cepat sesuai dengan keadaan saklar kecepatan, dimana titik kontaknya terbuka dan

kontaktor K2 tidak bekerja.

Page 160: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

160 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 32 Rangkaian penghambat untuk motor tiga-fasa

Kontaktor digunakan, hanya untuk menghentikan motor, menggunakan operasi

penghambatan (plugging). Ini tidak digunakan untuk membalik arah putaran motor.

Kebanyakan mesin membutuhkan motor yang putarannya dapat dibalik. Kebanyakan

mesin ukuran kecil tidak kena dampak oleh putaran balik motor, sebelum berhenti.

Ini tidak dibenarkan pada peralatan dengan ukuran besar. Hentakan torsi balik

diaplikasikan jika motor ukuran besar dibalik putarannya (tanpa mnegurangi kecepatan)

bisa merusak motor.

Pengendali mesin dan secara ekstrim dengan arus yang tinggi bisa mempengaruhi

sistem distribusi. Menghambat motor lebih dari lima kali waktu yang butuhkan pada saat

motor di-start tidak terbatas.

Page 161: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

161 Teknik Otomasi Industri

9.2 Anti-plugging

Proteksi anti-plugging diperlukan, jika motor yang mempunyai momen inersia besar

dengan tiba-tiba dihubungkan, pada arah reverse, dimana motor masih berputar dengan

arah forward.

Proteksi anti-plugging diaplikasikan untuk mencegah torsi balik, selama kecepatan

motor berkurang sesuaai dengan nilainya. Rangkaian anti-plugging seperti yang

ditunjukkan pada gambar 4.33, motor dapat berbalik putaran tetapi tidak terjadi

penghambatan (plugging). Jika tombol tekan forward ditekan kontaktor K1 bekerja yang

akan mengakibatkan motor berputar dengan arah forward. Motor akan berputar terus

karena dikunci oleh kontaktor K1. Dengan kontak NC F (kontak zero-switch speed)

reverse, kontaktor K2 terbuka, yang mengakibatkan motor berputar forward.

Jika tombol tekan stop ditekan kontaktor K1 tidak bekerja, demikian juga dengan kontak

pengunci K1 terbuka, yang menyebabkan motor berputar lambat. Jika tombol tekan

reverse ditekan kontaktor K2 tidak akan bekerja, selama selama kontak F (kontak zero-

switch speed) menutup kembali (jika kecepatan dibawah penyetelan saklar).

Dengan demikian, jika motor mendekati kecepatan nol, rankaian reverse dapat bekerja.

Selanjutnya motor berputar dengan arah reverse.

Gambar 4. 33 Rangkaian anti-plugging untuk motor tiga fasa

Page 162: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

162 Teknik Otomasi Industri

10. Pengendali motor dua-kecepatan

Kadang-kadang untuk menjalankan peralatan dibutuhkan dua kecepatan yang berbeda.

Ini biasanya diperlukan pada aplikasi tertentu di industri, seperti kecepatan motor

pengaduk, ventilasi pompa, proses kontrol terpadu. Khususnya pada pengontrolan

terpadu, dimana komponen yang digunakan pada pengontrolan terpadu digabungkan,

komponen yang digunakan tersebut digabung dengan komponen yang digunakan

secara cepat dan lambat. Komponen-komponen yang digunakan ini akurat. Untuk

merealisasikan ini, dipergunakan pada motor dua-kecepatan.

Jenis rangkaian pengendali motor dua-kecepatan ditunjukkan pada gambar 4.34, secara

kelistrikan kumparan motor dibagi dua. Rangkaian kontrol menghubungkan kumparan

motor pada konvigurasi yang berbeda yang menyebabkan perubahan kecepatan dari

suatu kecepatan tertentu ke yang lainnya. Masing-masing kumparan dapat menyalurkan

daya motor pada kecepatan tertentu.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.34, dua kontaktor disertakan untuk kecepatan

rendah dan tinggi. Kedua kontaktor tersebut secara kelistrikan tidak boleh bekerja

bersamaan. Untuk memproteksinya dipisahkan oleh masing-masing proteksi beban

lebih.

Gambar 4. 34 Jenis rangkaian pengendali untuk motor dua-kecepatan

Page 163: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

163 Teknik Otomasi Industri

11. Proteksi beban lebih

Proteksi digunakan untuk memproteksi motor terhadap panas yang berlebihan yang

disebabkan oleh motor berbeban lebih. Proteksi beban lebih untuk melindungi motor dari

beban yang berlebihan dan kadang-kadang untuk melindungi komponen pengendali

serta penghantar yang mengalami panas berlebihan.

Prinsip kerjanya adalah, mendeteksi arus yang mengalir melalui motor, langsung

mengukur panas dan beban motor. Untuk proteksi beban lebih pada pengendali motor

digunakan relay bimetal. Relay bimetal adalah relay beban lebih tiga-kutub yang dapat

disesuaikan proteksinya dengan proteksi fasa hilang. Proteksi yang akurat dan handal

terhadap motor yang berbeban lebih dan fasa hilang.

Relay bimetal disiapkan untuk memproteksi motor yang akurat terhadap beban lebih dan

cepat terhadap kehilangan fasa. Dilengkapi dengan penggeser untuk mempercepat

pemutusan terhadap kehilangan fasa. Juga tersedia proteksi tegangan tidak seimbang.

Relay termal dihubungkan seri dengan motor, sebagai proteksi arus lebih jika

melampaui mengesetan waktu intervalnya, kontak (hubungan seri) beroperasi untuk

memutuskan hubungan motor. Relay diseting (secara umum 3-14% dari arus beban

penuh) untuk berbagai batas arus motor. Dapat diset secara bersamaan.

Menurut kurva beban lebih relay termal, menunujukan hubungan antara arus dan waktu.

Relay tidak akan putus pada batas arus tertentu, tetapi keduanya pada batas arus

tertentu setelah durasi waktu kurang lebih 45 detik. Relay bimetal dengan sendirinya

melindungi beban lebih 10 kali dari pengesetan maksimum

Disisi lain, dapat memproteksi hubungan singkat. Ini merupakan suatu keharusan yang

dapat digunakan untuk mengantikan sikring. Karakteristik operasi dari relay bimetal

ditunjukkan pada gambar 4.35.

Page 164: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

164 Teknik Otomasi Industri

Gambar 4. 35 Karakteristik operasi relay bimetal

Pada pengendali inersia yang tinggi, waktu mula jalan motor kemungkinan tinggi (30-60

detik). Jika menggunakan relay termal beban lebih standar, akan menyebabkan motor

berhenti sebelum mencapai batas kecepatan tertentu. Pada kasus ini, relay termal

beban lebih spesial dengan saturasi CT digunakan dan disediakan oleh beberapa

penjual. Sebagai pengganti proteksi memungkinkan juga dipakai saklar kecepatan dan

timer untuk mendeteksi kondisi mula jalan abnormal dan motor berhenti.

Page 165: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

165 Teknik Otomasi Industri

12. Contoh troubleshooting

Pada uraian diatas, bermacam-macam rangkaian kontrol dasar dan komplek untuk

motor tiga fasa telah dibahas secara detail.

Berikutnya, adalah contoh troubleshooting rangkaian kontrol. Menganggap rangkaian

kontrol untuk motor tiga fasa DOL starter dengan kontak kontrol yang terpelihara seperti

yang diperlihatkan pada gambar 4. 21(b).

Permasalahan mula jalan dan jalan motor diuraikan dibawah ini :

1. Motor akan jalan dengan menekan tombol tekan start, tetapi segera berhenti setelah

melepas tombol tekan start.

2. Motor jalan dan berhenti setelah 2 menit tombol tekan start dilepas.

Dengan asumsi sikring pada rangkaian utama tidak putus.

Berikut adalah solusi terhadap permasalahan yang diuraikan diatas :

Sejak motor jalan dengan menekan tombol tekan start, ini mengindikasikan bahwa

kontaktor (K1) akan mengendalikan sumber tegangan jika rangkaian sempurna

dengan menekan tombol tekan start. Bagaimanapun juga, motor akan segera

berhenti saat tombol tekan start dilepas.

Pada rangkaian kontrol, secepatnya kontaktor utama terhubung on, kontak NO

diparalel dengan kontak tombol tekan start yang harus tertutup dan rangkaian kontrol

bekerja saat tombol tekan start ditekan atau relay beban lebih bekerja dan kontak NC

terbuka.

Permasalahan troubleshoot, dilakukan berdasarkan langkah-langkah sebagai berikut :

(i) Periksa sumber tegangan (L1), periksa tegangan antara L1 dan netral (N).

(ii) Periksa sikring rangkaian kontrol (F3) dengan multimeter. Jika sikring rangkaian

pengendali (F3) putus, ganti sikring dan jalankan motor, motor harus jalan jika

permasahannya hanya sikring rangkaian kontrol (F3) putus.

Page 166: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

166 Teknik Otomasi Industri

(iii) Jika sikring rangkaian kontrol (F3) OK, periksa apakah relay beban lebih telah

bekerja. Periksa dengan bantuan multimeter. Periksa tegangan antara terminal

netral dengan kontak terminal keluaran relay beban lebih, hubungkan tombol tekan

stop. Jika relay beban lebih tidak bekerja dan multimeter menunjukan bahwa

tegangan antara kedua terminal OK, lanjutkan ke langkah (iv).

(iv) Periksa tegangan pada terminal keluaran tombol tekan stop sampai tombol tekan

start. Jika tegangan OK, lanjutkan ke langkah (v).

(v) Jika kedua kontak NO dihubungkan paralel dengan yang lainnya, dan motor akan

jalan bila hanya menekan tombol tekan start, ini mengindikasikan bahwa kontak

NO kontaktor utama harus tertutup dengan segera kontaktor utama menjadi on. Ini

juga mengindikasikan bahwa pengunci kontaktor rangkaian kontrol tidak tertutup.

Kawat penghantar dihubungkan paralel dari kontak NO ke kontak NO tombol tekan

start memungkinkan tertutup, atau kontak NO kontaktor utama tidak tertutup,

penyebabnya adalah kesalahan kontak. Untuk memastikan hal ini, ambil kawat

penghantar berisolasi, dan hubung-singkatkan kontak K1, jika motor jalan dapat

dipastikan bahwa kesalahan pada kontak NO. Ganti kontak NO kontaktor utama.

Jika motor jalan dan berhenti setelah 2 menit, untuk troubleshoot, dilakukan

berdasarkan langkah-langkah sebagai berikut :

(i) Periksa sumber tegangan (L1), periksa tegangan antara L1 dan netral (N).

(ii) Periksa sikring rangkaian kontrol (F3) dengan multimeter. Jika sikring rangkaian

pengendali (F3) putus, ganti sikring dan jalankan motor, motor harus jalan jika

permasahannya hanya sikring rangkaian pengendali (F3) putus.

(iii) Jika sikring rangkaian kontrol (F3) OK, periksa apakah relay beban lebih telah

bekerja. Periksa dengan bantuan multimeter. Periksa tegangan antara terminal

netral dengan kontak terminal keluaran relay beban lebih, hubungkan tombol tekan

stop. Jika relay beban lebih telah bekerja, tidak akan mendapatkan tegangan

antara kedua terminal. Reset relay beban lebih dan pastikan bahwa motor tidak

berputar karena beban lebih.

Jika tidak ada tegangan antara kedua terminal, cari kehilangan kontak atau kawat

penghantar putus pada kontak berikutnya di rangkaian pengendali.

Page 167: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

167 Teknik Otomasi Industri

13. Strategi troubleshooting

Strategi troubleshooting rangkaian pengendali dan rangkaian logik ladder :

1. Disini yang penting gambar rangkaian pengendali, rincian peralatan, keberadaan

interkoneksi dan interlok sewaktu troubleshooting rangkaian pengendali.

Troubleshooting mesin atau masalah peralatan, sangat baik jika mempunyai

“Manufacturer,s Operation dan Maintenance Manual”, juga “Troubleshooting

Instructions”.

2. Blok diagram interlok dan urutan kontrol operasi peralatan/mesin harus tersedia

selama troubleshooting.

3. Gambar dan uraian rangkaian daya peralatan atau mesin, peralatan kontrol,

kontaktor, timer, counter, safety, dan peralatan proteksi dan sebagainya dibutuhkan

untuk alasan troubleshooting.

4. Kelayakan pengujian dan instrumen pengukuran dipersyaratkan untuk pengujian

rangkaian daya dan pengendali peralatan, atau mesin harus tersedia.

5. Saklar utama daya OFF pada peralatan/mesin dan saklar pengendali OFF, untuk

menghindari sesuatu yang merugikan atau kecelakan sewaktu troubleshooting

pada rangkaian pengendali yang disebabkan peralatan bekerja secara mendadak.

6. Sebagai rangkaian pengendali ada perbedaan dari peralatan terhadap peralatan

dan mesin terhadap mesin, ini tidak memungkinkan untuk diformasikan atau

strategi dasar untuk troubleshooting pada rangkaian pengendali. Bagaimanapun

juga, standar engineering dan praktisi profesi harus diikuti sewaktu troubleshooting

rangkaian pengendali.

Dokumen umum daftar isian untuk troubleshooting

Gambar rangkaian pengendali

Manufacturers operations dan maintenance manuals dan troubleshooting

instruction

Blok diagram interlok dan urutan kontrol operasi peralatan/mesin

Gambar dan uraian rangkaian daya peralatan atau mesin

Detail peralatan kontrol, kontaktor, timer, counter, safety, dan peralatan proteksi

Rangkaian daya peralatan atau mesin.

Page 168: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

168 Teknik Otomasi Industri

Memperlihatkan contoh mesin bor dan meja konveyor seperti gambar 4. 36 :

Gambar 4. 36 Start stop berurutan

Urutannya dirinci sebagai berikut :

1. Meja konveyor akan berjalan jika material mengenai saklar batas konveyor.

2. Penyetop dan bor akan naik dan turun sampai mengenai saklar batas turun.

Membuat lubang pada material yang diam untuk 1 detik. Selanjutnya bor akan naik

sampai mengenai saklar batas naik.

3. Kemudian meja konveyor akan berjalan kembali sampai material berikutnya

mengenai saklar batas konveyor.

4. Output dari PLC dapat dikonvigurasikan untuk konveyor start/stop, mesin bor

start/stop, bor naik/turun dan penyetop naik/turun.

5. Input ke PLC adalah saklar batas konveyor dan saklar batas naik/turun mesin bor,

meja konveyor on/off.

Page 169: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

169 Teknik Otomasi Industri

Trouble Shooting Kontrol Motor Induksi

Gangguan Kasus Aksi

1. Motor tidak

dapat distart

a. Kontrol overload

trip

b. Power tidak

tersambung

c. Fuse putus,

overload trip

d. Rangkaian kontrol

salah

Tunggu overload dingin dan direset.

Coba starting lagi jika motor tidak dapat

distart periksa rangkaian kontrol

Hubungkan sumber tegangan ke

rangkaian kontrol dan ke motor. Periksa

sambungan kontak-kontakdan ukur

sumber tegangan yang ada.

Jika gangguan bila motor distarting,

lakukan :

Periksa tegangan dan arus motor

Periksa apakah terjadi hubungan

singkat pada rangkaian

Periksa motor tidak macet

Periksa bagian proteksi apakah batas

arus sudah benar

Jika gangguan terjadi pada motor sedang

beroperasi :

Periksa tegangan dan arus motor

Periksa kebenaran kontrol output

Periksa apakah putaran pada

kecepatan penuh saat berbeban

Periksa kembali hubungan rangkaian

kontrol melihat diagram / gambar

rangkaian

Page 170: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

170 Teknik Otomasi Industri

2. Motor tiba-tiba

berhenti saat

beroperasi

a. Fuse putus,

overload trip

b. Termistor atau

termostat trip

Periksa apakah beban motor terlalu berat

atau motor macet

Periksa sistim pendinginan dan

temperatur

Tunggu untuk reset kembali dan distart

kembali motor penggerak

3. Suara bising

pada saat

motor

beroperasi

- Kerusakan bearing

- Baut kendor atau

lepas

- Belt atau kopling

kendor

- Kipas pendingin

- Poros tidak lurus

Periksa kondisi :

- Baut pengikat

- Kekencangan belt

- Dudukan kipas

- Poros dan kopling

4. Motor

penggerak

kecepatan tidak

dapat naik pada

kecepatan

penuh

a. Bila dipakai starter

Secondary resistance,

kesalahan pada

rangkaian kontrol

starter

b. Bila dipakai starter

variable frekuensi,

frekuensi tidak

terpenuhi

Periksa apakah kontrol starting

secondary resistance bekerja dengan

baik

Periksa apakah batas frekuensi untuk

kecepatan penuh sudah tercapai

5. Motor

penggerak

berputar terlalu

cepat

a. Beban tidak sesuai

b. Bila dipakai starter

variable frekuensi,

frekuensi tidak sesuai

dengan kecepatan

yang diinginkan

- Periksa beban apakah sesuai dengan

karakteristik motor

- Periksa batas frekuensi sesuai dengan

yang ditetapkan

- Yakinkan semuanya sudah sesuai

dengan karakteristik motor yang

digunakan

Page 171: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

171 Teknik Otomasi Industri

B. Tugas Praktek

Praktikum Kontrol Elektromekanik

Latihan 1. DOL (Direct On Line).

Tujuan :

Mengetahui sumber energi yang digunakan

Memahami simbol-simbol kelistrikan

Mengenal komponen yang terpasang

Mengetahui cara kerja komponen

Mengetahui urutan penempatan komponen

Mengetahui Penggunaan Pengalih daya

Memahami cara kerja peralatan

Memahami cara kerja rangkaian pengendali

Rangkaian pengendali untuk menjalankan motor 3 fasa ( Direct On Line ) :

SE

21

22

+24V

K1

A1

A2

0V

F3

K1

13

14

1

2

1

2

1

2

K1

33

34

K1

21

22

S0

21

22

S1

13

14

F2

95

96

F2

97

98

1 2 3 4 5

2

4

3

Page 172: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

172 Teknik Otomasi Industri

Rangkaian Daya :

Rangkaian Daya adalah rangkaian yang menghubungkan sumber energi ke

beban (motor) dengan dilengkapi sistim pengaman listrik.Berikut ini contoh

rangkaian daya untuk menjalankanmotor 3 fasa pada rangkaian pengendali

DOL.

Tugas :

1. Buatkan rangkaian pengendali DOL motor 3 fasa.

2. Buatkan rangkaian daya DOL motor 3 fasa.

Page 173: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

173 Teknik Otomasi Industri

Langkah Kerja:

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Tempatkan panel listrik pada posisi yang kuat dan tidak goyah

3. Pasang komponen yang diperlukan pada rel omega sesuai dengan

kebutuhan pada rangkaian pengendali dan rangkaian daya DOL

4. Lakukan pengawatan rangkaian pengendali DOL

5. Lakukan pengawatan rangkaian daya DOL motor 3 fasa

6. Lakukan pengawatan lampu indikator dan Thermal Overload Relay

7. Rencanakan penempatan komponen sesuai dengan tata letak yang

praktis dan mudah dalam pemasangannya

8. Kumpulkan hasil pekerjaan jika sudah selesai

9. Setelah selesai bersihkan lingkungan tempat kerja dan kembalikan semua

peralatan ke tempat semula.

Page 174: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

174 Teknik Otomasi Industri

Latihan 2. Forward–Reverse Motor 3 Fasa Tujuan :

Mengetahui sumber energi yang digunakan

Memahami simbol-simbol kelistrikan

Mengenal komponen yang terpasang

Mengetahui cara kerja komponen

Mengetahui urutan penempatan komponen

Mengetahui Penggunaan Pengalih daya

Memahami cara kerja peralatan

Memahami cara kerja rangkaian pengendali

Rangkaian Pengendali dan Daya :

Page 175: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

175 Teknik Otomasi Industri

Prosedur mengoperasikan:

Jika tombol S2 ditekan, kontaktor K1 bekerja dan mengunci, motor akan berputar

arah kanan dan lampu H1 menyala. Jika tombol S3 ditekan, kontaktor K1 lepas.

Kontaktor K2 akan bekerja, motor ber operasi arah kiri dan lampu H2 menyala.

Jika S1 ditekan atau rele arus lebih F5 bekerja, maka semua kontaktor yang

sedang bekerja terputus dan motor akan terlepas dari jala-jala (berhenti)

kontaktor satu dan lainnya saling mengunci.

Tugas :

1. Buatkan rangkaian pengendali Forward-Reversemotor 3 fasa.

2. Buatkan rangkaian daya Forward-Reversemotor 3 fasa.

Langkah Kerja:

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Tempatkan panel listrik pada posisi yang kuat dan tidak goyah.

3. Pasang komponen yang diperlukan pada rel omega sesuai dengan

kebutuhan pada rangkaian pengendali dan rangkaian daya Forward-

Reverse.

4. Lakukan pengawatan rangkaian pengendali Forward-Reverse.

5. Lakukan pengawatan rangkaian daya Forward-Reversemotor 3 fasa.

6. Lakukan pengawatan lampu indikator dan Thermal Overload Relay.

7. Rencanakan penempatan komponen sesuai dengan tata letak yang

praktis dan mudah dalam pemasangannya.

8. Kumpulkan hasil pekerjaan jika sudah selesai.

9. Setelah selesai bersihkan lingkungan tempat kerja dan kembalikan semua

peralatan ke tempat semula.

Page 176: Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronikbelajar.ditpsmk.net/wp-content/uploads/2014/09/SISTEM-KONTROL... · Proteksi beban lebih ... Menerapkan system proteksi pada pengoperasian

Sistem Kontrol Elektromekanik & Elektronik

176 Teknik Otomasi Industri

DAFTAR PUSTAKA

1. Christian Mamesah, Penggunaan Motor dan Sistem Kontrol, TEDC, 1998. 2. Frans Masse Pakpahan, Electric Motor Control, TEDC, 1998.

3. Juhari, Kontrol Elektromekanik, Moduk Diklat PPPPTK BMTI, 2012. 4. R L, Mc Intyre, Electric Motor Control Fundamentals, Prentice Hall,

Englewood Cliffs, New Jersey 1974. 5. Theraja B L and AK Theraja, A Text Book of Electrical Technology, New

Delhi India 2002. 6. Thomas E. Kissell, Modern Industrial/Electrical Motor Controls : Operation,

Installation, and Troubleshooting, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 1990.

7. Brown, Mark, Practical Troubleshooting Electrical Equipment and Control

Circuit, Newnes Linacre, Jordan Hill, Oxford, 2005